Competencias Asociadas a la Actividad Experimental

V Congreso Argentino de Enseñanza de la Ingeniería 2006 V CAEDI 2006, Mendoza, Argentina

Desarrollo de indicadores para la determinación y evaluación de competencias asociadas a la actividad experimental en la transición Polimodal – Universidad Juan Manuel Martínez y Magdalena Aguirre [email protected] , [email protected] Departamento de Física, Facultad de Ingeniería, Sede Esquel, Universidad Nacional de la Patagonia “San Juan Bosco”

Adriana Rocha [email protected] Departamento de Profesorado de Física y Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires

Mabel Fernández, Gabriel Lucca, Analía Quintana y Susan Weaver [email protected], [email protected] Escuela Nº 726 – El Maitén – Ministerio de Educación de la Provincia del Chubut

RESUMEN: en este trabajo se presentan parte de las acciones realizadas hasta el momento por docentes e investigadores en el proyecto: “Polimodal: desafíos alrededor de competencias experimentales”, financiado por la fundación YPF. Los participantes del proyecto pertenecen a dos grupos de investigación educativa de dos facultades de ingeniería del país y a tres instituciones de Nivel Polimodal. Se hace una descripción general de las actividades en relación con tres de los cuatro objetivos que lo orientan, y se profundiza, para el caso de la articulación Polimodal – Facultad de Ingeniería en la zona cordillerana, en el proceso de fundamentación y obtención de indicadores referidos al cuarto objetivo, el cual se considera central en relación con la obtención de resultados posibles de ser llevados al aula. El último objetivo mencionado: desarrollar un conjunto de instrumentos de registro, basados en unidades de análisis complejas, apropiadas para evaluar competencias experimentales en los alumnos de Polimodal, apunta a desarrollar, trabajando cooperativamente entre las instituciones participantes, un modelo propio de competencias asociadas a la actividad experimental en ciencias, desde el cual configurar instrumentos flexibles para su evaluación, con el fin de ser utilizados, de común acuerdo, en ambos niveles educativos (universitario y polimodal)

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INTRODUCCIÓN

Marco general y definiciones básicas Sin lugar a dudas el término competencias circula actualmente en los ámbitos nacional e internacional, como uno de los más eficientes para designar muchas de las expectativas de logro en la educación formal de las nuevas generaciones [1] [2]. Particularmente en nuestro país, existen diseños curriculares de Nivel Polimodal basados en competencias [3] y una tendencia generalizada en las carreras de Ingeniería en pos de alinearse en la generación de planes de estudio que promuevan su desarrollo. [4] En el contexto del presente trabajo, nos referiremos a competencias como una constelación de saberes complejos y habilidades en desarrollo, que son educables, esto es: habilidades de pensamiento, de procedimiento y prácticas portadoras de valores, que pueden ser “observables” a través los desempeños de las personas con mayor o menor dificultad [5]. A pesar de tener entre manos la anterior definición general, cuando un término como este se torna rápidamente eficaz para designar un gran conjunto de situaciones y cosas en los ámbitos más diversos, conlleva el riesgo de expandir tanto su campo semántico, que se torna ambiguo para diferenciar ciertas modalidades de aprendizajes de contextos académico-escolares específicos. Tal es el caso de la formación práctica, que configura un espacio diferenciado y esencial en la educación científica tanto a Nivel Polimodal, cuanto para los profesionales que se forman en nuestras Universidades. En algunos casos, como en las carreras de ingeniería, se han especificado para dicho espacio criterios de intensidad esenciales y acreditables, en pos de lograr un currículo basado en competencias, flexible y pertinente a las demandas actuales de la sociedad. Una mirada interesante de esta problemática puede encontrarse en algunas discusiones realizadas en relación con la construcción de competencias, que centran el análisis en la formación profesional dentro del sistema educativo en Argentina [6] La actividad experimental, como una de las modalidades de la formación práctica, conlleva tal multiplicidad de saberes, acciones y valores que la constituyen en un proceso especial para acceder, en un marco de intensa interacción social, a las culturas características de aquellas profesiones que la sustentan. Aquí entendemos la actividad

experimental como una amalgama de acciones típicas de las prácticas científicas, que tienen como meta producir y profundizar un conjunto de vínculos entre los modelos que sustentan los cuerpos teóricos y la realidad (eventos, objetos) que intentan describir y explicar. Debe quedar claro que esta definición, si bien orienta la evaluación hacia la búsqueda de indicadores, no se restringe a cuestiones puramente cognitivas u operatorias de tipo técnico (en sentido estricto), sino que también implica un conjunto de conocimientos contextuales, de largo alcance y de características individuales de las personas. Incluida en la actividad experimental, es necesario puntualizar que la actividad de laboratorio (o trabajo práctico de laboratorio) hace referencia a una situación de enseñanza específica, organizada intencionalmente, en la que el conocimiento adquiere significado en el encuadre de las tareas, las intenciones y a su vez es contextualizado por ellas. En este contexto queda planteado el desafío de delimitar aquellas competencias asociadas a la actividad experimental, a través de algún tipo de modelo, que sirva para desarrollar instrumentos flexibles, aunque complejos, capaces de evaluar las competencias experimentales en los diferentes ámbitos en que tienen lugar las prácticas específicas que requieren de ellas. El proyecto “Polimodal: desafíos alrededor de competencias experimentales”, que se describe en parte en el presente trabajo, encaró cooperativamente el desafío anterior en la interfase Polimodal-Universidad. 2

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO “POLIMODAL: DESAFÍOS ALREDEDOR DE COMPETENCIAS EXPERIMENTALES

2.1 Instituciones y personas Los participantes de este proyecto, financiado por la Fundación YPF, pertenecen a dos grupos de investigación educativa de dos Facultades de Ingeniería del país y a tres instituciones de nivel Polimodal: A) Facultad de Ingeniería – Sede Esquel – Departamento de Física – Universidad Nacional de la Patagonia “San Juan Bosco” – Chubut, Facultad de Ingeniería – Olavarría – Departamento de Profesorado en Física y Química. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires – Buenos Aires y B) Escuela Nº 726 “Padre Urbano Salort” – El Maitén – Chubut, Instituto “Nuestra Señora del Rosario” DIEGEP 4539 – Olavarría –

Buenos Aires y Escuela de Educación Media Nº 6 – Olavarría – Buenos Aires. La cantidad total de docentes e investigadores involucrados durante el primer año fue de veinte, contando en la actualidad con diecisiete. 2.2 Ideas de partida Durante la elaboración conjunta del proyecto, se acordaron algunas ideas de fondo, ya instaladas en ele seno de los grupos de investigación y socializadas entre las escuelas participantes. Ellas son las que sustentan el proceso de desarrollo de los instrumentos de evaluación mencionados y, por otro lado, se encuentran en permanente evolución a medida que el proyecto procede. El grupo de Esquel aportó cuestiones referidas al hecho de que el conocimiento científico no en unívoco, es decir, tiene características distintivas según las situaciones y contextos en los que se desarrolla y enseña. En este marco de ideas, fruto de trabajos de investigación anteriores, aportó también la idea del pensamiento nuclear, desarrollado alrededor de esquemas complejos de pensamiento denominados núcleos de significación y sentido, mediante los cuales accedemos al conocimiento científico socialmente objetivado y también proyectamos nuestra comprensión del mismo. Estos esquemas incluyen, al menos, componentes relacionadas con los accesos conceptuales, lingüísticos, afectivos, estratégicos, socioculturales y visiones de mundo [7]. El grupo de Olavarría también hizo sus aportes en referencia a la delimitación inicial de la noción de competencias y la necesidad de trabajar un conjunto de ideas cercanas al día a día en las aulas. Desde este lugar afirmaron que alcanzar cierto nivel de competencia supone haber desarrollado la/s habilidad/es que la sustentan. Dichas habilidades forman parte de una estructura y se manifiestan siempre como desempeños que es capaz de tener quien las ha desarrollado, esto es, como puesta en práctica de competencias. Ello también contribuye a la complejidad de la evaluación. Otra de las delimitaciones que fueron quedando claras desde la intervención de este grupo, fue el hecho que si bien el proyecto apunta al desarrollo y la evaluación de competencias asociadas a la actividad experimental, en la interfase Polimodal–Universidad, se considera adecuado potenciar aquellas competencias que resulten útiles al estudiante, aún cuando no aspire a ser un investigador o a continuar una formación universitaria vinculada con el campo de las ciencias

de tipo experimental. La observación sistemática, la curiosidad, la creatividad, la cultura de colaboración, el espíritu crítico, el respeto por las opiniones ajenas, el pensamiento sistémico, el aprender a situarse como ciudadano, a nivel individual y como miembro de un grupo, son todos componentes deseables de las competencias a potenciar en los alumnos

2.3 Objetivos del proyecto: estado actual Los cuatro objetivos específicos, ejes del trabajo en el marco de la propuesta son: Objetivo A: Crear un espacio flexible de colaboración institucional, formalizando la asociación entre los Equipos de Investigación Educativa de las IES (Instituciones de Educación Superior) y las Escuelas Polimodales (Docentes y Directivos) para el abordaje del problema planteado, a través de una actividad conjunta de investigación educativa. Para lograrlo se ha concretado el armado de una red informática, entre todos los participantes, para mantener una comunicación sistemática, vía correo electrónico, entre instituciones. Además, se desarrollan varios encuentros presenciales entre los participantes de la universidad y la/s escuela/s en cada sede y se tiene previsto dos encuentros entre todos los participantes del proyecto (el primer Seminario Presencial IES-Escuelas se llevó a cabo en Esquel, en agosto de 2004. Asistieron docentes de ambos grupos de investigación de las IES y de las 3 escuelas de Nivel Polimodal involucradas en el proyecto). Objetivo B: Promover cambios significativos en la concepción de la actividad experimental en docentes, alumnos e instituciones participantes, tendiendo a una representación cognitiva que admita componentes no solamente relacionadas a lo conceptual o perceptivo-procedimental, en estrecha relación con la formación de competencias experimentales. Este objetivo se encuentra en pleno desarrollo y puede decirse que fue enfocado ya desde el Primer Encuentro presencial de Esquel en el 2004. La reformulación progresiva de los significados de términos tan arraigados a imágenes clásicas como los de “Laboratorio”, “Actividades Prácticas”, “Prácticos de Laboratorio”, “Competencias”, “Habilidades”, “Destrezas”, etc., tanto desde el punto de vista académico (con lecturas y discusiones de trabajos de investigación y otros textos específicos) cuanto a partir de la formulación y

revisión de categorías de análisis en la fase experimental y su aplicación al desarrollo de un Modelo propio de Competencias Experimentales, han contribuido a crear un conjunto de representaciones nuevas para estas ideas, que a su vez posibilitan el diseño de instrumentos y actividades pertinentes de trabajar en un espacio colaborativo de articulación entre niveles. Objetivo C: Concretar acuerdos entre las instituciones participantes y los Ministerios de Educación que corresponda, que se constituyan en marcos adecuados para una formación docente continua y para la participación en actividades de postgrado de los docentes de Polimodal. En este sentido, los primeros contactos institucionales (Ministerios de Educación provinciales con Facultades de Ingeniería) aún no se han plasmado en escritos, debido a los continuos cambios que se han producido en la estructura de conducción de los Ministerios de Educación de ambas provincias. No obstante, en las dos sedes se han realizado contactos con la finalidad de ir socializando el proyecto, el cual está “de hecho” en conocimiento de las respectivas direcciones de nivel y guarda coherencia (ya en su constitución inicial) con las finalidades generales que persiguen las respectivas carteras educativas. Particularmente en la Sede Esquel, el proyecto ha sido vinculado a diversas actividades que el Ministerio de Educación del Chubut y la Universidad realizan actualmente en la zona cordillerana, por ejemplo el proyecto de investigación “Núcleos Semánticos y aprendizaje de la Física Básica”, Proyecto de Articulación Universidad – Escuela Media y un Proyecto de Capacitación en Ciencias Naturales. Estos contactos en base a trabajos concretos, son de hecho los que sostienen la idea central de evaluación conjunta de competencias, a pesar de los cambios ocasionados en las figuras políticas. OBJETIVO D: Desarrollar un conjunto de instrumentos de registro, basados en unidades de análisis complejas, apropiadas para evaluar competencias experimentales en los alumnos de Polimodal. En relación con este objetivo, de importancia central en el proyecto en relación a la obtención de resultados posibles de ser llevados al aula, se trabajó según dos ejes: a) una vez obtenidos algunos consensos sobre la idea de actividad experimental y de su inclusión en la enseñanza de las ciencias en Polimodal, se procedió al análisis de las actividades que habitualmente realizan los docentes con sus

alumnos, a partir de lo cual se pudo elaborar un listado de competencias básicas que podrían estar desarrollándose hoy en la escuela. Paralelamente, se trabaja en la elaboración de un modelo propio de competencias que se está en etapa de consenso entre todos los integrantes. Para la elaboración preliminar de este modelo se tuvieron en cuenta, además de las competencias propuestas por Goleman y Boyatzis que aportara el grupo de Esquel [8], el análisis del tema en otros ámbitos educativos, como el caso de las carreras de Ingeniería durante las reuniones del CONFEDI y las discusiones que realizara el grupo de Olavarría, en torno a lo que pueden considerarse competencias básicas, vinculadas al aprendizaje en las actividades experimentales, que ha de desarrollar un ciudadano para desempeñarse en diversos ámbitos de la sociedad. En el otro eje de trabajo, b), se desarrollaron dos Actividades de Laboratorio compartidos entre alumnos y docentes de Polimodal y Universidad, que formaron parte de un Estudio Exploratorio llevado a cabo en primer término en la zona cordillerana, destinado a generar y ajustar indicadores de competencias en el espacio de transición Escuela Media-Universidad, factibles de ser evaluadas mediante un instrumento conjunto, consensuado entre instituciones. La particularidad de este desarrollo subyace en el hecho de que su generación se promueve y se ajusta sobre la base de actividades enraizadas en el propio contexto educativo. Se trabajó con la técnica de saturación de incidentes, obteniendo registros múltiples factibles de proporcionar informaciones pertinentes a cada una de las categorías acordadas. Durante esta fase experimental, alumnos de tercer año de Polimodal y segundo año de la Ingeniería Forestal, trabajaron con guías abiertas comunes en un primer momento en la Escuela Nº 726 y posteriormente en el Laboratorio del Departamento de Física de la Facultad de Ingeniería. También fue conjunta la forma de acreditación mediante la aprobación de un informe compartido de laboratorio, desarrollado por grupos mixtos Universidad-Polimodal. 3

DESARROLLO DEL MODELO PROPIO DE COMPETENCIAS EXPERIMENTALES

3.1 La primera versión del Grupo Olavarría Posteriormente al envío de los datos de campo obtenidos en Esquel y El Maitén con alumnos y en base a las múltiples reuniones mantenidas en

Olavarría con el grupo de docentes locales, se propone un primer esquema gráfico que condensa las principales áreas de competencias asociadas a la actividad experimental (Ver Figura 1)

RELACIÓN TEORÍA - PRÁCTICA

COMUNICACIÓN

ÁREAS DE COMPETENCIAS VINCULADAS A LA ACTIVIDAD EXPERIMENTAL

Predice resultados, f) Elabora conclusiones coherentes con los datos obtenidos y g) Consulta varias fuentes de información antes de llegar a conclusiones. Competencias, desgloses e indicadores fueron construidos de manera similar para el resto de las áreas esquematizadas en la Fig. 1, que posteriormente se enviaron por correo electrónico a la zona cordillerana para continuar con la etapa de enriquecimiento, diferenciación contextual y nuevo acceso al campo. 3.2 La propuesta de reformulación del Grupo Esquel-Maitén

PREDISPOSICIÓN AL TRABAJO CIENTÍFICO Y VALORES ASOCIADOS

“LO TÉCNICO”

Figura 1. Primera versión esquemática del modelo propio de competencias asociadas a la actividad experimental Posteriores trabajos de campo, con un diálogo experimental entre docentes, investigadores y alumnos de Polimodal, permitieron un desglose de las competencias experimentales y algunos indicadores para su evaluación, según cada área. Por ejemplo, en el área Relación Teoría-Práctica, las competencias apuntan a construir conocimiento científico “integrado”, elaborado en diferentes situaciones de aprendizaje, para utilizarlo en la interpretación de situaciones, elaboración de explicaciones, diseño y desarrollo de trabajos de laboratorio. En términos de desempeños, esta competencia se desglosa en acciones como a) Poder utilizar el conocimiento científico para proceder acertadamente en una experiencia y para interpretar los resultados, b) Poder reconocer las diferentes situaciones de aprendizaje (experiencias de laboratorio, resolución de cuestiones, trabajos de campo, etc.) como fuentes para la construcción del conocimiento científico, c) Reconocer que en una práctica experimental hay muchos conocimientos involucrados que provienen de distintas disciplinas con los cuales se trabaja, c) Cambiar la explicación incorporando la nueva evidencia y d) Reconocer que las conclusiones son tentativas. Cuando, para el desglose anterior, se postularon indicadores de evaluación, aparecieron instancias como: a) Construye diseños experimentales, b) Prueba y critica diseños experimentales, c) Enuncia problemáticas acertadas, d) Construye hipótesis, e)

En la zona cordillerana, con la gran variedad de datos obtenida desde los dos trabajos de laboratorio compartidos entre alumnos de Polimodal y Universidad, y en el marco de sendas reuniones entre los docentes participantes, se pone a consideración del proyecto una reformulación del esquema de Olavarría. Por un lado, basándose en las ideas de partida y el conocimiento de ciertos heurísticos típicos que operan en situaciones experimentales [9] se propone nominar de manera diferente algunas de las áreas vinculadas a la actividad experimental. Por otro lado, se deslinda de las áreas relación teoría-practica y predisposición al trabajo científico y valores, una nueva categoría, referida a la capacidad de formular preguntas cada vez más relevantes y reconocer y formular problemas de características científicas. Se fundamenta esta inclusión argumentando que, de los datos obtenidos hasta el momento, en una situación real de laboratorio, aquello que definitivamente moviliza a los alumnos, que desencadena el proceso de construcción de conocimiento son las preguntas. Cuando se percibe un fenómeno, cuando se imagina un comportamiento o cuando se debe resolver un problema, los alumnos (y cualquier persona experimentalmente competente) generan preguntas. En cualquier situación experimental, las preguntas son formuladas desde algún modelo o asistidas por algún modelo, que por ejemplo en el caso de la Física puede imaginarse con base en una estructura de Nombres, Variables, Ecuaciones e Interpretaciones [10]. El refinamiento de las primeras preguntas, conduce paulatinamente a la formulación de preguntas relevantes, que son aquellas mediante las cuales el fenómeno en cuestión va quedando cada vez más en claro y conducen a realizar acciones concretas en pos de

obtener información precisa del evento bajo estudio [11] En referencia al área relación teoría-práctica, se establece que esta gran categoría está vinculada con la competencia de construir modelos adecuados. La habilidad para establecer dichas relaciones tiene que ver con conocimientos integrados en modelos por medio de los cuales se observa la realidad. En cierta manera, dichos modelos funcionan como vías de acceso a los eventos, fenómenos naturales o problemas y, en ámbitos profesionales por ejemplo, son característicos de cada cultura profesional. La modelización implica: a) Identificación de variables, b) Nominalización y c) Interpretación. Los indicadores propuestos para la observación de la habilidad de identificación de variables están relacionados con la capacidad de discriminar el fenómeno de interés en sistema y entorno, el

reconocimiento de la o las interacciones que se establecen y la capacidad de discriminación entre estados y procesos, cambio y permanencia, transformación y conservación. La nominalización es también una habilidad propia de la cultura profesional en la que los indicadores tienen que ver con la trasformación de la realidad a símbolos, ecuaciones, funciones y expresiones algebraicas. Finalmente, la interpretación que es propia de la modelización se observada por medio de indicadores que tienen que ver con la transformación de los resultados numéricos, esto es expresar que significado tiene en la realidad un determinado resultado teórico. El esquema propuesto desde Esquel-Maitén para visualizar el modelo propio de competencias, en el contexto de la Actividad Experimental, puede verse en la Figura 2.

Hace recortes de la realidad Reconoce el problema

Enfoca el avento

Capacidad de formular y refinar preguntas, reconocer y formular problemas.

Establecen “Relación” Teoría Práctica

Escritura

Movilizan, llevan a la acción

Lectura comprensiva Oralidad

Comunicación Competencias experimentales

Modelización

Planificación Predisposición al trabajo científico y valores

Trabajo en equipo

Persistencia en la tarea

Diseño Pericia motriz

Creatividad

Pericia en el registro

Figura 2. Enriquecimiento y reformulación del esquema de áreas asociadas al modelo propio de competencias experimentales.

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ACTIVIDADES SUBSIGUIENTES DEL PROYECTO

En coherencia con lo desarrollado en el apartado anterior y el Objetivo D, se continúa la negociación en pos de un modelo propio de competencias y los indicadores de evaluación. Además, es necesario profundizar el trabajo de definición de los instrumentos de evaluación de competencias, y poner a prueba los diferentes instrumentos para la obtención de nuevos datos, como así también, trabajar en otros contextos (empresas, comunidad) definidos como relevantes para la evaluación de competencias. En este sentido el proyecto tiene planificado una nueva Actividad de Laboratorio, con alumnos de Olavarría, a la que asistan docentes participantes de ambas regiones, para generar una instancia de observación conjunta con el modelo acordado hasta el momento. Un aspecto crítico que se está abordando nuevamente es la concreción de acuerdos con Ministerios de Educación Provinciales, empresas y otras instituciones de la comunidad, tendientes a concretar algunas acciones específicas de esta nueva fase experimental y, fundamentalmente, a dar sustentabilidad al proyecto, a mediano plazo. 5 [1]

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REFERENCIAS Andersen, Arvid, Preparing engineering students to work in a global environment to co-operate, to communicate and to compete, European Journal of Engineering Education, 29 (4), 2004. Moreno Bayardo, María Guadalupe, El desarrollo de habilidades como objetivo educativo. Una aproximación conceptual, Revista Educar, 6 (julio/septiembre), 1998, México. Ministerio de Educación−Provincia del Chubut, Diseño Curricular de la Educación Polimodal, Chubut, Argentina, 2001. Sobrevila, Marcelo Antonio, Reforma estructural de la educación del ingeniero argentino, Academia Nacional de Educación, Marzo 2004. Moreno Bayardo, M., El desarrollo de habilidades como objetivo educativo. Una aproximación conceptual, Educar N° 6,

http://www.Jalisco.gob.mx/srias/educación/ consulta/educar/dirrseed.html, 1998. [6] Sladogna, M., Una mirada a la construcción de las competencias desde el sistema educativo. La experiencia de Argentina, Boletín Cinterfor N° 149, 2000. [7] Martínez, J. M. y otros, Núcleos Semánticos y Aprendizaje de la Física Básica. Desarrollo de instrumentos de evaluación para fines didácticos, Memorias del 7º Simposio de Investigación en Educación en Física, La Pampa, 2004. [8] BOLÍVAR, C., Más allá de la formación. El desarrollo de competencias, Formato pdf en: www.crisbolivar.com/masallaforma_dcomp et.pdf, 2002. [9] Lucca, G. La utilización de dispositivos heurísticos en el pensamiento estratégico, Tesis de Maestría, Univ. Nacional de Cuyo y Alcalá de Henares, 2003. [10] Hestenes, D., Toward a modeling theory of physics instruction, Am. J. Phys. 55(5), 1987. [11] Gowin, D.B., Hacia una teoría de la Educación, Aragón, Bs. As., 1985