El trabajo práctico en la enseñanza de las ciencias : una revisión

EL TRABAJO PRÁCTICO EN LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS: UNA REVISI~N BARBERÁ, 0.1 y VALDÉS, P.^ l Departament de Didactica de les Ciencies de la Universitat de Valencia. Ap. correus 22045. E-46071 Valencia. Instituto Superior Pedagógico Enrique J. Varona. 11400 Ciudad de La Habana, Cuba. SUMMARY This article is a review about the effectiveness of practicals in science education at the secondary and tertiary levels. Through more than one hundred references, the authors conclude solid arguments have not been provided to justify the great deal of material and human resources needed for the implementation of this educational tool. In spite of these disappointing findings, the authors do not deny the central role of practicals in science education, and they justify these negative results by invoking the great complexity of the subject, the ambiguity that surrounds the term «practicals», and an unsuitable methodology that researchers use to measure their effectiveness. Finally, some plausible solutions to the problem are suggested, such as the characterisation of the educational objectives of practicals, or the use of a qualitative evaluation methodology. Sin duda, el trabajo práctico y, en particular, la actividad de laboratorio constituye un hecho diferencial propio de la enseñanza de las ciencias. Hace casi trescientos años que John Locke propuso la necesidad de que los estudiantes realizaran trabajo práctico en su educación, y a finales del siglo XIX ya formaba parte integral del currículo de ciencias en Inglaterra y Estados Unidos (Gee y Clackson, 1992; Layton, 1990; Lock, 1988). Desde entonces, se ha mantenido una fe inamovible en la tradición que asume la gran importancia del trabajo práctico para la enseñanza de las ciencias. No obstante, esta creencia en la utilidad del trabajo práctico también ha tenido sus críticas desde antiguo. Ya en 1892 se recogen testimonios de ellas: Hace unos pocos años se urgía a los profesores a adoptar los rnc?todos de laboratorio para ilustrar los libros de texto; ahora parece al menos tan necesario urgirlos a utilizar el libro de texto para hacer inteligible el caótico trabajo de laboratorio (Moyer, 1976). La mayoría de la investigación realizada para estudiar la efectividad del trabajo práctico en la enseñanza de las ciencias no ha mostrado resultados concluyentes, y el papel que éste ha ocupado en los currículos de ciencias en el transcurso de nuestro siglo ha sido siempre objeto de controversia. En los años sesenta, proyectos en Estados Unidos como Biological Sciences Curriculum Study (BSCS), Chemical Education Material Study (CHEM Study) o Physical Science Study Cornmittee (PSSC), así como los cursos Nuffield de biología, física y química en Inglaterra, realizaron una fuerte promoción de un estilo de enseñanza que suponía que el trabajo práctico realizado por los alumnos les conduciría a los fundamentos conceptuales, ocupando el profesor un papel de apoyo y guía para que los alumnos descubriesen los nuevos conceptos (Mayer, 1986). Desde entonces, los profesores hemos considerado el trabajo práctico como una estrategia educativa útil para conseguir casi cualquier objetivo educativo planteado; sin embargo, con frecuencia nosotros mismos somos incapaces de manifestar ENSI'.NAN%A DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3), 365-379 INVESTIGACI~N Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS claramente el papel y los objetivos que esperamos de él. a los estudiantes en la realización de informes experiAdemás, se puede decir que las investigaciones que se mentales y en la confección de un diario de laboratorio, han dedicado a comprobar su eficiencia, en su mayoría, o el servir de motivación para mantener el interCs en el concluyen que los alumnos han obtenido poco, si algún, estudio de las ciencias, la visión de los estudiantes beneficiodel trabajo prácticorealizado (Clakson y Wright, acerca del papel que cumple el trabajo práctico en su 1992). instrucción es bastante diferente. Según los resultados del informe de 1969 de la Comisión sobre la Enseñanza Así, aunque el trabajo práctico es habitualmente consien la Educación Superior del Sindicato Nacional de derado inestimable en la enseñanza de las ciencias, la Estudiantes de Inglaterra, los objetivos del trabajo prácinvestigación parece mostrar que no siempre resulta tan tico son el aprendizaje de técnicas experimentales y el valioso para su aprendizaje. Si bien, para muchos, la refuerzo de las clases teóricas, objetivos que los profeeducación científica se queda incompleta sin haber obsores consideran poco prioritarios. Los estudiantes tamtenido alguna experiencia en el laboratorio, no es menos bién dan gran importancia a la oportunidad que proporcierto que el trabajo práctico no es una panacea universal ciona el trabajo de laboratorio para la iniciativa personal en la enseñanza de las ciencias para conseguir cualquier y la capacidad de juzgar la calidad de un diseño experiobjetivo educativo. De hecho, si comparamos con el mental, así como para mantener un contacto menos entusiasmo existente en los años sesenta, ahora hay formal y más estrecho con los docentes (Tremlett, 1972). menos confianza entre los investigadores en que el uso del laboratorio y del trabajo de campo ayude realmente Sin embargo, una investigación similar llevada a cabo a los alumnos a mejorar la adquisición de conceptos unos pocos años antes también en Inglaterra obtuvo científicos (Buchan y Jenkins, 1992; Thijs y Bosch, resultados distintos. Según ella, los profesores damos a 1995). No obstante, profesores, diseñadores curriculalas prácticas el papel de instrumento motivador hacia las res, administradores educativos, padres, gobiernos siciencias para los alumnos más jóvenes de la educación giien apostando con su esfuerzo y con su dinero por el secundaria, mientras que para los más mayores las utilitrabajo práctico, convencidos de que éste añade una zamos con la esperanza de que desarrollen en ellos dimensión especial a la enseñanza de las ciencias que va capacidades que les serán útiles en la mejora del aprenmás allá de lo que se puede obtener escuchando las dizaje de las ciencias en la educación superior. Los explicaciones de un profesor u observando sus demosobjetivos que señalaron los profesores como más importraciones en el laboratorio. Y es tiempo de que averigiietantes para el trabajo práctico fueron: el desarrollo de mos si existe realmente esa dimensión especial y si destrezas manipulativas, la ayuda que pueden proporpodemos proporcionar una razón sólida para justificar el cionar a la comprensión de los principios teóricos de las esfuerzo que supone la realización del trabajo práctico disciplinas y la recopilación de hechos y datos que, en la enseñanza. según ellos, permite el posterior descubrimiento de los principios. Sin embargo, el objetivo principal para los estudiantes según esta investigación fue la promoción del interés y la toma de contacto con la realidad de los fenómenos naturales, objetivos que los profesores prácQ~É SE ESPERA DEL TRABAJO ticamente ignoraron para la enseñanza secundaria y ~RACTICO? universitaria, si bien los consideraron importantes en las primeras etapas de la escolarización (Kerr, 1963). Desafortunadamente, no hay consenso sobre los objetivos del trabajo de laboratorio, ni sobre su aportación En 10s primeros años de la década de 10s setenta, ya se específica a la educación científica. Desde un punto de señala que para mejorar la eficacia del trabajo práctico vista con~tructivi~ta, un papel atractivo para las práctihay que superar el obstáculo que silponen las diferentes cas sería su capacidad de promover el cambio concepexpectativas que sobre él tienen los colectivos de profetual, que las experiencias en el laboratorio proporcionasores y estudiantes; para ello se propone una clarificaran a los alumnos la oportunidad de cambiar sus creencias ción de 10s objetivos por parte de 10s profesores y su superficiales por enfoques científicos más sofisticados comunicación efectiva a 10s estudiantes, especificando sobre 10s fenómenos naturales. Esto no parece que sea el tipo de experiencias a realizar y sus propósitos educatan sencillo, y tanto la práctica docente como algunos tivos, así como la necesidad de estrechar los vínculos resultados de investigación proporcionan evidencias entre lo que se realiza en el laboratorio y el contenido de convincentes de que los preconceptos persisten incluso las clases teóricas. cuando son enfrentados a la experiencia directa que los contradice (Driver, 1985; Watson et al., 1995; White, Hofstein y Lunetta (1982) denuncian que muchos de los 1991). objetivos de las prácticas que se plantean en los informes de los años setenta, son los mismos que los objetivos En una revisión bibliográfica que cubre los años sesenta, generales de un curso de ciencias, por lo que señalan la ya se constata una gran disparidad entre los objetivos necesidad de definir concretamente dónde el trabajo de que proponen para el trabajo práctico investigadores, laboratorio puede aportar algo especial, propio y signidiseñadores curriculares, profesores y alumnos en los ficativo, para poder explotar adecuadamente esta partidistintos niveles educativos. Mientras que profesores e cular forma de enseñanza. Como ejemplo de formulainvestigadores proponen como objetivos principales el ción de esta clase de objetivos inespecíficos citan descubrir las leyes a través de la experiencia, el adiestrar trabajos como el de Anderson (1976), en el que se 366 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) proponen cuatro aspectos educativos a desarrollar mediante el trabajo práctico: 1. El laboratorio es el lugar donde una persona o un grupo emprende la tarea humana de examinar e intentar proporcionar una explicación a los fenómenos naturales. 2 El trabajo de laboratorio da la oportunidad de aprender formas de razonamiento sistemáticas y generalizadas que pueden ser transferidas a otras situaciones problemáticas. 3. El laboratorio permite al estudiante apreciar, y en parte emular, el papel del científico en la investigación. 4. El trabajo de laboratorio proporciona una visión de conjunto de las distintas ciencias, que incluye no sólo las líneas maestras de sus interpretaciones sobre la naturaleza, sino también la naturaleza provisional y tentativa de sus teorías y modelos. Una revisión reciente sobre el uso del laboratorio en la instrucción en ciencias propone también cuatro objetivos que los autores definen como los característicos y únicos que deben cumplir las prácticas (Lazarowitz y Tamir, 1994), aunque, en nuestra opinión, dichos objetivos no son ni específicos ni exclusivos de ellas: 1. Proporcionar experiencias concretas y oportunidades para afrontar los errores conceptuales de los estudiantes. 2. Dar la oportunidad de manipular datos por medio de los ordenadores. 3. Desarrollar destrezas de razonamiento lógico y de organización. 4. Construir y comunicar valores relativos a la naturaleza de las ciencias. Otros investigadores han propuesto la necesidad de considerar diversos enfoques del concepto de trabajo práctico, en un intento de análisis de un asunto que a todas luces es demasiado complejo para poderlo abarcar de forma homogénea con un único término (Hodson, 1988). Así, Boud y otros, 1986) proponen dos enfoques distintos para el trabajo práctico: 1. Un enfoque disciplinar, en el que las actividades prácticas se relacionan con las ideas clave de las disciplinas, ya sean éstas de carácter teórico o práctico. Consideran importante este enfoque en la formación de futuros científicos con la responsabilidad académica de contribuir con su trabajo al avance de las ciencias. 2. Un enfoque sobre las necesidades profesionales, que se considera necesario en aquellas carreras que tienen un fuerte componente profesional de carácter práctico, como pueden ser medicina o agronomía. Aquí, el trabajo práctico se ciñe a problemas comunes que se presentan en el ejercicio profesional, y que no tienen que estar necesariamente vinculados con los principios científicos en que se basan. Para Woolnough y Allsop (1985), el trabajo práctico posee tres objetivos fundamentales, y para el cumplimiento de cada uno de ellos proponen una clase distinta de trabajo práctico: 1. Ejercicios, diseñados para desarrollar técnicas y destrezas prácticas. 2. Investigaciones, en las que los estudiantes tienen la oportunidad de enfrentarse a tareas abiertas y ejercitarse como científicos que resuelven problemas. 3. Experiencias, en las que se propone que los alumnos tomen consciencia de determinados fenómenos naturales. Naturalmente, esta pareja de investigadores admite la existencia de diseños prácticos híbridos que sean capaces de cumplir varios de estos tres tipos de objetivos simultáneamente, y no consideran en ningún caso que el objetivo del trabajo práctico que realizan los estudiantes sea reforzar y comprobar la teoría correspondiente. Para este tipo de objetivo opinan que es mucho más efectiva la demostración por parte del profesor, ya que la reconstrucción de la teoría a partir del trabajo práctico de los estudiantes no sólo se ha mostrado totalmente inoperante en su objetivo de mejorar su entendimiento de los aspectos teóricos de las disciplinas (Gunstone, 1991; Watson et al., 1995; Woolnough, 199 l), sino que incluso puede ir en detrimento de la calidad del mismo trabajo práctico y del nivel de comprensión de los fundamentos teóricos por parte de los estudiantes (Woolnough y Allsop, 1985). Las reformas curriculares que se realizaron en los años ochenta, muchas de ellas aún en vigor, pusieron un énfasis mayor en los procesos y procedimientos de las ciencias en detrimento de la enseñanza de las ciencias como cuerpos de conocimiento (Hodson, 1992a; Wellington, 1989); este movimiento ha afectado fuertemente a las prácticas de laboratorio, que se han venido centrando cada vez más sobre los procesos, llegando algunos responsables de los diseños curriculares no sólo a identificar el conocimiento procedimental como un aspecto separado de la actividad científica, sino incluso como el aspecto más importante y, por tanto, el fundamental para la enseñanza de las ciencias (Millar, 1991). Esto conlleva que los currículos de estas características propongan para las prácticas de laboratorio objetivos como los descritos en los proyectos curriculares de Inglaterra y Gales (DES, 1985): 1. Hacer observaciones. 2. Seleccionar entre las observaciones realizadas las relevantes para las investigaciones que se plantea realizar. 3. Buscar e identificar regularidades y patrones, relacionándolos con otros ya percibidos anteriormente. 4. Sugerir y evaluar explicaciones para los patrones propuestos. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) 367 INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS 5. Diseñar y realizar experimentos para probar las explicaciones sugeridas para los patrones de regularidad propuestos. Este enfoque educativo que enfatiza la enseñanza descontextualizada de los procesos científicos, en el que el trabajo práctico se considera como un vehículo para enseñar y desarrollar destrezas cognitivas transferibles y de alto nivel, es absolutamente insostenible. No se pueden enseñar los procesos cognitivos generales como observar, clasificar, realizar hipótesis, etc. per se, como si fueran abstractos; son procesos no generalizables y no transferibles, fuertemente dependientes de la teoría correspondiente y estrechamente ligados a ella (Hodson, 1992a; Millar, 1991). Los niños ya saben observar, clasificar y hacer hipótesis por ellos mismos, son procesos que realizan continuamente en su quehacer diario. Lo que nosotros queremos enseñarles realmente es la observación científica, la clasificación científica y la formulación científica de hipótesis; por ejemplo, la clasificación biológica no es un asunto trivial de similaridades y diferencias, sino que hay que aprender a reconocer las categorías taxonómicas producidas por la teoría sistemática. Además, la ciencia escolar se enseña como si la naturano ha sido satisfecha la necesidad urgente de consenso y clarificación de dichos objetivos en el colectivo de profesores, investigadores y responsables del desarrollo curricular. En la concepción actual del aprendizaje de las ciencias, que sintetiza principios de la psicología educativa y de la filosofía y epistemología de las ciencias, los objetivos del trabajo práctico continúan sin ser precisados. Así, cuando se nos pregunta hoy a los profesores sobre la base que fundamenta nuestra creencia en que el trabajo práctico es una herramienta imprescindible para la enseñanza de las ciencias, seguimos proporcionando una gran variedad de respuestas, muchas de ellas simplistas e idénticas a las que se tenían por evidentes en el marco de laenseñanza por descubrimiento (Lynch, 1987; Miguens y Garret, 1991; Tobin, 1986), y otras que carecen de una relación directa con la enseñanza de las ciencias, por ejemplo, promover el trabajo cooperativo y la discusión entre iguales (Head, 1982). Hodson (1992a y 1994) clasifica en seis categorías las respuestas específicamente relacionadas con la enseñanza de las ciencias que proporcionamos los profesores acerca de los objetivos de los trabajos prácticos: 1. Para motivar, ya que estimulan el interés y son entretenidas. leza de la práctica científica fuese inductiva. Esta imagen deriva de la concepción de método científico formu2. Para desarrollar actitudes científicas. rada por Bacon, en la que se considera que es un proceso 3. Para mejorar el aprendizaje del conocimiento ciencon una serie de pasos consecutivos y característicos tífico. (Cawthron y Rowell, 1978): 4. Para adiestrarse en el método científico. 1. Observación y experimentación 5. Para enseñar las técnicas de laboratorio. 2. Generalización inductiva 3. Formulación de hipótesis 4. Intento de verificación 5. Comprobación o rechazo 6. Obtención de conocimiento objetivo Esta concepción de los científicos como empiristasinductivistas es muy común entre los estudiantes y, desgraciadamente, entre numerosos profesores (Désautels et al., 1993; Gil, 1993; Meichstry, 1993; Praia y Cachapuz, 1994; Smolicz y Nunan, 1975), a pesar del poco apoyo que recibe en la actualidad del resto de colectivos que tienen que ver con las ciencias. Hoy se considera la observación dependiente de la teoría; es la teoría la que determina qué y cómo hay que observar. Esta visión fuertemente inductivista del método científico, que lo contempla como una sucesión de pasos discretos a los que denomina procesos, ha recibido numerosas y contundentes críticas, y en la actualidad está desacreditada en numerosos sectores, pero dista mucho de haber sido erradicada del mundo de la enseñanza de las ciencias (Millar y Driver, 1987). A la vista de la gran disparidad de opiniones sobre los objetivos que se persiguen con el trabajo práctico en la enseñanza de las ciencias, parece sensato concluir que 6. Para desarrollar la capacidad de llevar a cabo investigaciones científicas y obtener experiencia de ello. Sin embargo, la mayoría de estos objetivos han sido cuestionados por los resultados obtenidos en muchas de las investigaciones que se han realizado sobre el trabajo práctico en los últimos años. De hecho se puede decir que casi todos los trabajos publicados desde los años ochenta hasta hoy sobre este tema se dedican especialmente a señalar los aspectos negativos del trabajo prictic0 que se realiza en la enseñanza de las ciencias, tanto desde el punto de vista de los objetivos planteados como desde el grado de su consecución, si bien todos ellos mantienen en común la firme convicción de que el trabajo práctico es imprescindible para un adecuado proceso de enseñanza y aprendizaje de las disciplinas científicas. Los estudios acerca de la percepción que tienen los alumnos de la importancia de las prácticas muestran en general que ellos no sostienen los mismos puntos de vista que los investigadores y profesores (Boud et al., 1980; Friedler y Tamir, 1986; Gardner y Gauld, 1990; Kirschner et al., 1993). Por ejemplo, respecto de la motivación que se supone que les proporciona para seguir estudiando ciencias, un estudio sobre el trabajo de laboratorio realizado en bioquímica revela que sólo un 50% de los estudiantes muestra alglín grado de entusiasmo por él, lamentándose además de la pobre recompensa 368 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) intelectual que reciben a cambio de tantas horas de dedicación en la bancada (Tremlett, 1972). En una investigación etnográfica llevada a cabo en dos institutos australianos, sólo treinta de ochenta y seis alumnos consideraron que el trabajo de laboratorio era la actividad de las clases de ciencias que más les gustaba; además, únicamente quince de ellos declararon que habían aprendido más sobre las ciencias participando en actividades prácticas; y un total de veinte depositaron su confianza en que el currículo de ciencias mejoraría si se aumentaba el tiempo dedicado al trabajo científico. No obstante, el autor del trabajo concluye que sus datos demuestran que el trabajo práctico es una actividad motivadora para los estudiantes de ciencias (Tobin, 1986). Por otra parte, si bien algunos estudios parecen demostrar que la mayoría de alumnos disfrutan con las prácticas de laboratorio (Friedler y Tamir, 1990; Lazarovitz y Tamir, 1994), también hay otros que muestran que el interés en ellas decrece fuertemente con la edad (Lynch y Ndyetabura, 1984), e incluso que existe una minoría significativa que expresa aversión por el trabajo práctico (Bliss, 1990; Head, 1982). En cuanto a la capacidad de las prácticas para desarrollar actitudes científicas, en primer lugar habría que preguntarse cuáles son las características propias y distintivas de los científicos y, en caso de encontrarlas, si son deseables en sí mismas como objetivo educativo general. Hodson (1993 y 1994) mantiene que estas actitudes científicas no son en realidad más que las que se atribuyen a la imagen estereotipada del científico: un varón maduro, imparcial, dispuesto siempre a considerar las ideas de los demás y a compartir las propias, que evita la emisión de juicios apresurados y cuya objetividad está exenta de prejuicios. Además de dudar de la existencia real en el colectivo científico de tal idiosincrasia, Hodson opina que sería mucho más positivo en el plano educativo presentar al científico como una persona normal, afectuosa, divertida, diligente, etc., y aun sería más interesante proporcionar la idea de que cualquier persona con cualidades normales puede convertirse en científico. Las otras cuatro categorías de respuestas propuestas por Hodson (1993 y 1994) están directamente relacionadas con el proceso de aprendizaje de las ciencias y asumen la idea de que el trabajo práctico debe proporcionar aprendizaje significativo. Sin embargo, parece que los alumnos no consideran el trabajo práctico como una estrategia de enseñanza especialmente valiosa para el aprendizaje. En el estudio ya comentado del sindicato de estudiantes de Inglaterra, se incluye un análisis de las opiniones de los estudiantes de ciencias de cinco de sus universidades, entre las que destaca su consideración del trabajo práctico como el medio menos valioso de todos los empleados para la enseñanza, llegando a declarar un 17% de los estudiantes que las prácticas son absolutamente ineficientes en la enseñanza recibida. Esta cuestión fue ya discutida hace tiempo por Novak (1978) en el contexto del aprendizaje por descubrimiento, concluyendo que el trabajo práctico no tiene necesariamente que conducir al aprendizaje significativo; no obstante, esta conclusión fue minusvalorada entonces al ser entendida como una condena al trabajo de laboratorio en favor de una pedagogía de transmisión oral, cuando quizás sus intenciones no iban más allá de aconsejar que había que reexaminar la calidad y los objetivos del trabajo práctico que se realizaba en la enseñanza antes de realizar juicios sobre su validez. Parece que recientemente se ha empezado a realizar este «reexamen», y uno de los autores que aborda esta tarea es Kirschner (1992). En su trabajo discute que el error fundamental de los currículos centrados en los procesos de las ciencias es que presuponen que aprender ciencias puede ser equivalente al proceso de investigación científica, una idea que como mínimo es opinable, y que para Kirschner representa un grave error conceptual causante de efectos muy perjudiciales en la enseñanza de las ciencias. El parte de que se comete un error básico de tipo epistemológico cuando se plantean los objetivos del trabajo práctico en la enseñanza de las ciencias: se asume que el contenido pedagógico de la experiencia de aprendizaje es idéntico a la estructura sintáctica de la disciplina que se estudia; es decir, se confunden las bases psicológicas y las epistemológicas de enseñar ciencias, no se sabe distinguir entre hacer ciencia, aprender ciencias y aprender sobre las ciencias (Hodson, 1992b). Se presupone que la práctica de las ciencias es la mejor forma de enseñarlas, y por tanto de aprenderlas, pero la realidad muestra que es demasiado simplista asumir que una teoría de educación puede destilarse directamente a partir de una filosofía de las ciencias. Existen grandes diferencias entre el científico y el aprendiz de ciencias; Anderson (1976) define muy bien la relación entre el científico, el acto de hacer ciencia y las mismas ciencias: - El científico es una persona con un papel social dedicado a la investigación y a la acumulación de conocimiento, que posee no sólo un vasto dominio de un campo de conocimiento, sino también un desarrollado sentido de la predicción sobre los fenómenos naturales. - Hacer ciencia es la aplicación de los métodos de investigación, tanto físicos como intelectuales, para estudiar las propiedades enigmáticas de la naturaleza. - Las ciencias son cuerpos de conocimiento y metodología que se han formado por acumulación gracias a la utilización continuada por parte de los científicos de los procesos de hacer ciencias; son también una manera de razonar y sistemas de metodologías de que se dispone para realizar la tarea de interpretar los fenómenos naturales. Los estudiantes no poseen ni el suficiente dominio de un cuerpo de conocimiento, ni la sofisticación teórica, ni la amplia experiencia de un científico (Norris, 1995), con lo cual todos los currículos que se plantean que el alumno aprenda ciencias a partir de su propia experimentación están condenados al fracaso. Kirschner (1992) ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) 369 INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS aún va más lejos al rechazar que el trabajo práctico tenga dio del trabajo práctico, sino de obtener consciencia valor en sí mismo para mejorar el conocimiento de las implícita -que en la mayoría de las ocasiones no se teorías científicas en la enseñanza, un objetivo reconopuede verbalizarsobre lo que ocurre con un fenómeno, cid0 ampliamente por el colectivo de profesores y diseno sobre cómo o por qué ocurre. ñadores curriculares. Esta crítica la fundamenta en la relación interdependiente e interactiva de que gozan la Así, a pesar de la investigación abundante realizada teoría y la experimentación en el proceso de hacer sobre los trabajos prácticos, los resultados obtenidos no ciencia. Los experimentos ayudan a construir la teoría y despejan las principales incógnitas planteadas. Posiblela teoría determina el tipo de experimentos que se realimente esto se deba, por una parte, a la falta de coherencia zan. El científico que experimenta es siempre un teórico, y uniformidad que presentan entre sí los diversos fenóya que de otra forma sería incapaz de interpretar los menos y estrategias que solemos agrupar bajo los térmiresultados que obtiene. Los currículos prácticos en la nos ambiguos de trabajos prácticos o prácticas de laboenseñanza se han esforzado durante mucho tiempo en ratorio y, por otra, alos supuestos implícitos que subyacen proporcionar experimentos que comprueben los princien muchas de estas investigaciones y que las orientan en pios científicos, experimentos donde siempre surge un direcciones determinadas, impidiendo así apreciar otras resultado correcto si se siguen adecuadamente las insposibles interpretaciones o soluciones a las cuestiones trucciones. Esta manera de concebir el trabajo práctico planteadas. no sólo no enseña la estructura sintáctica de la disciplina, sino que refuerza la visión empirista de los estudiantes y En lo que sí parecen estar de acuerdo tanto profesores presenta las ciencias como cuerpos de conocimientos como estudiantes es en que el auténtico valor de las verdaderos e inmutables. Además, los estudiantes no se prácticas reside en el desarrollo de actitudes y destrezas motivan por este tipo de prácticas de laboratorio, que les cognitivas de alto nivel intelectual, más que en la adquiproducen apatía y aburrimiento hacia las ciencias y el sición de destreza manual y de técnicas de manipulatrabajo científico. ción; sin embargo, también están de acuerdo en que hay muy pocos indicios de que el trabajo práctico que realKirschner concluye que, si bien las prácticas no son mente se realiza en la enseñanza ayude a la consecución particularmente útiles para proporcionar a los estudiande estos objetivos. tes conocimiento sobre la estructura sustantiva de las disciplinas científicas, sí pueden ser utilizadas para A la vista de las investigaciones que se han venido introducirlos en la estructura sintáctica del conocimienrealizando en los últimos años sobre los objetivos asigto científico. Para ello propone tres motivos para realizar nados al trabajo práctico en la enseñanza de las ciencias, trabajo práctico en el laboratorio, que él define como podemos concluir que existe una marcada tendencia a válidos y novedosos y, en correspondencia con cada uno plantear objetivos específicamente ligados a la idiosinde ellos, asigna un tipo concreto de práctica de los crasia experimental de las ciencias, abogando por el previamente definidos por Woolnough y Allsop (1985): abandono de otros fuertemente arraigados, como la motivación, la comprobación de la teoría o el desarrollo de l. Desarrollar destrezas específicas, para lo que se prodestrezas cognitivas de nivel alto, que se han mostrado ponen los ejercicios, y en los que las simulaciones inabordables a través del trabajo de laboratorio de los educativas pueden dar muy buen rendimiento. estudiantes. En algunos de los trabajos publicados que intentan fundamentar una propuesta alternativa, se cons2. Enseñar el enfoque académico del trabajo científico, tata la necesidad de producir tipos específicos de práctipara lo que propone la realización de investigaciones, cas para cumplir cada uno de los objetivos planteados, incluyendo algunas de las muchas tareas que realiza un quizás en un intento de clarificar algunos aspectos que se científico cuando resuelve problemas: han mostrado extraordinariamente complejos en su análisis. Eso sí, todos los informes finalizan reconociendo la - Estudiar una situación y apercibirse de que existe un necesidad del trabajo práctico en la enseñanza de las problema por resolver. ciencias y reclamando una mayor dedicación a la inves- - Definir claramente el problema a resolver. tigación de este tema crucial en la educación científica. - Buscar estrategias de resolución para el problema. - Evaluar las estrategias alternativas planteadas. ¿QTJÉ SE OBTIENE DEL TRABAJO - Especificar o elegir la estrategia que considera más PRACTICO? valiosa. Si la situación del trabajo práctico en cuanto a la formii- - Resolver el problema. lación de sus objetivos en un currículo de ciencias es - Evaluar la solución y estudiarla para determinar si muy diversa Y no ha conseguido un consenso, la que con ella aparece un nuevo problema. mantiene respecto del cumplimiento de dichos objetivos tampoco es la más adecuada. Algunos investigadores 3. Permitir que los estudiantes tomen experiencia de los han llegado a considerar que el trabajo practico de fenómenos, mejorando su conocimiento tácito, para lo laboratorio es una pérdida de tiempo y recursos cual propone las experiencias. No se trata aquíde adqui- (Hofstein y Lunetta, 1982; Pickering, 1980; Toothacker, rir conocimientos científicos de los fenómenos por me1983). Otros muchos han demostrado que los objetivos 370 ENSENANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) que se esperan cubrir con este tipo de enseñanza no se cumplen (Igelsrud y Leonard, 1988; Lederman, 1992; Reif y St. John, 1979; Tamir y Lunetta, 1978 y 1981; Tobin, 1986; White, 1979). La mayoría concluyen que el trabajo práctico que realmente se realiza en la enseñanza actual de las ciencias son experiencias tipo receta para aprender sobre las ciencias, para confirmar hechos y teorías mediante la obtención de los resultados correctos, en lugar de realizar investigaciones más amplias de la naturaleza por medio de la exploración, la investigación, la comprobación y la explicación (Kyle et al., 1979; Qualter et al., 1990; Tamir, 1977; Tamir y García, 1992; Tobin, 1986; Tobin y Gallagher, 1987). Los estudios que han comparado la eficiencia del aprendizaje siguiendo un método de trabajo práctico con otros que han seguido metodologías más convencionales de enseñanza no han obtenido resultados positivos, queriendo decir con esto que el laboratorio se ha mostrado, en el mejor de los casos, igual de eficiente que los métodos convencionales de instrucción a la hora de mejorar las variables de aprendizaje medidas en los alumnos (Hofstein y Lunetta, 1982; Clackson y Wright, 1992). Incluso se ha constatado en alguna ocasión que puede llegar a ser menos útil en lo que concierne al aprendizaje de conceptos que otras estrategias como, por ejemplo, las denostadas demostraciones llevadas a cabo por los profesores (Thijs y Bosch, 1995). También es cierto que los resultados de esta clase de trabajos, que se basan en una metodología de investigación que intenta contrastar la eficiencia de un método de enseñanza x con la de otro y, han sido puestos en duda, ya que se parte de la presunción de que existe un método único para el trabajo de laboratorio planteado a los estudiantes y otro para las demostraciones de los profesores, olvidando la enorme diversidad de enfoques que ambos pueden adoptar, y dejando de lado una gran cantidad de variables que sin duda afectan fuertemente a los resultados obtenidos (Atkinson, 1990; Garret y Roberts, 1982; Shulman y Tamir, 1973). Pero a pesar de todo, este tipo de conclusiones produce la incómoda sensación de que el trabajo de laboratorio proporciona muy poco beneficio a los estudiantes en su tarea de comprensión de los conceptos científicos. Parece que la única justificación para el trabajo práctico que se realiza es el moderado éxito que produce en la enseñanza de técnicas de medida y en la mejora de la destreza manual de los alumnos (Bryce y Robertson, 1985; Hegarty-Hazel, 1990a; Stawinski, 1986), habilidades que sería más apropiado adquirirlas por medio de otro tipo de actividades manuales, y de las que se duda que proporcionen algún valor educativo por sí mismas, al menos en la enseñanza no universitaria (Hodson, 1990). Algunos investigadores han estudiado los efectos a largo plazo que produce el trabajo de laboratorio en los estudiantes, y los resultados tampoco son alentadores. Un informe realizado sobre estudiantes de la licenciatura de física puso de manifiesto que ellos no recordaban en absoluto más de la mitad de las experiencias de física que habían realizado en el laboratorio durante su etapa de educación secundaria, lo cual plantea la pregunta de que si ésta es la eficiencia que consigue el trabajo práctico en los alumnos capacitados y motivados que han seguido estudiando física, ¿qué valor tendrá este método educativo para todos los demás? (Clakson y Wright, 1992). Tampoco parece que un sistema educativo con una larga tradición en el uso del trabajo práctico y con una gran dedicación a él en la instrucción sea capaz de producir beneficios académicos tangibles a sus estudiantes de ciencias. Un estudio comparativo sobre el diferente comportamiento de alumnos de educación secundaria de Inglaterra y España en el laboratorio de química que estudian el fenómeno de la combustión (Watson et al., 1995) concluye que, si bien los ingleses han tenido mucha más experiencia directa en el laboratorio sobre esta reacción química, esta experiencia no ha sido capaz de modificar sus esquemas mentales alternativos sobre la combustión. La comprensión que obtienen de este fenómeno es absolutamente similar a la que muestran los estudiantes españoles, a pesar de que la experiencia práctica de estos últimos es mucho más limitada y que las respuestas que proporcionan en los cuestionarios utilizados en la investigación son cualitativamente diferentes debido a sus distintas experiencias educativas. Todos ellos, ingleses y españoles, mantienen sus ideas erróneas sobre la combustión en un esquema mental coherente con el propuesto por Driver (1985) como prototipo de combustión. Este resultado parece indicar que el efecto de un currículo como el inglés, en el que un 60% del tiempo de enseñanza de química en la educación secundaria es ocupado por trabajo práctico, no produce en sus estudiantes un mayor rendimiento de cambio conceptual que el que es constatado en los que siguen el currículo español, con una dedicación al trabajo práctico bastante inferior a la mitad y siendo además la mayor parte de ella empleada en demostraciones realizadas por el profesor, algo poco habitual en las escuelas inglesas (Watson y Prieto, 1994). Tanto alumnos como profesores somos conscientes del escaso rendimiento que se obtiene del trabajo práctico -y no hay que olvidar que desafortunadamente se puede decir lo mismo del trabajo «teórico». Ya en los años sesenta se propuso, en una serie de informes sobre la educación científica en Australia, Estados Unidos e Inglaterra, la necesidad de reducir drásticamente el tiempo dedicado al laboratorio de ciencias en la enseñanza, eliminando todos los experimentos de tipo receta, y de diseñar trabajos experimentales de mayor valor educativo -sin especificar claramente a qué se referían con este calificativo. También entonces, alumnos de universidades inglesas criticaban el número de horas excesivo que se dedica al trabajo práctico (10 horas semanales de media) y estimaban conveniente una reducción (Tremlett, 1972). En la actualidad, la situación es similar, quizá porque no e ha encontrado remedio en los últimos veinte años. Esta es la razón principal por la que, a pesar de seguir siendo reconocido el trabajo práctico como un componente crítico en la instrucción científica, se haya ido paulatinamente perdiendo la confianza en que el laboratorio es un lugar efectivo para aprender ciencias (NRC, 1990; Stake y Easley, 1978). Un informe reciente sobre ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) el estado del trabajo práctico en la enseñanza de la biología en setenta y tres universidades estadounidenses es un claro reflejo de esta pérdida de confianza (Sundberg y Armstrong, 1993). En el informe se observa una tendencia en la mayoría de las universidades de este país, tanto públicas como privadas, a reducir alguno de los componentes del trabajo práctico considerados críticos por los autores: personal, espacio (físico y temporal), financiación y apoyo. Las explicaciones proporcionadas para justificar el recorte son variadas, entre ellas: 1) el aumento de alumnos matriculados hace difícil el proporcionarles un trabajo práctico adecuado, con lo que la opción elegida es eliminarlo, al menos parcialmente; 2) la reducción de ingresos, el aumento de gastos y el consiguiente recorte económico repercute especialmente en el presupuesto dedicado al trabajo práctico; 3) la eliminaiión del trabajo práctico en efp6mer curso de carrera se justifica por considerar que el trabajo práctico que allí se plantea ya ha sido realizado por los alumnos en su instrucción anterior, y así se puede disponer de más fondos para manejar eqÜipos de láboratori6mejores en los últimos cursos de la carrera: 4) el reconocimiento de que la mayoría del trabajo práctico realizado no produce un rendimiento adecuado y la ausencia de alternativas válidas conduce a la decisión de reducir el tiempo dedicado a la enseñanza en el laboratorio. Se pueden detectar tendencias similares en diversas universidades europeas, especialmente en el período actual de reforma profunda que están experimentando la mayoría de ellas (Science, 1996). En los últimos años, numerosas investigaciones han intentado buscar una iustificación a estos malos resultados, y una de las con~usiones que comparten muchas de ellas es que muchos de los trabaios realizados para medir la eficiencia de las prácticas e; la instrucció6 científica han utilizado instrumentos de medida inadecuados, han sido deficientemente planteados o poseen fuertes limitaciones para considerar generalizables sus resultados. En un artículo reciente se puede leer: Hay muchas limitaciones de este estudio que precisan ser tenidas presentes antes de interpretar los resultados. Primero, este estudio sólo investiga las actitudes de los estudiantes sobre las experiencias de laboratorio en biología, por lo que no pueden ser generalizadas a otras ciencias como física, química o ciencias de la Tierra, ni tampoco a otras formas de instrucción utilizadas en el curríc~ilo de biología. Además, ya que aquí se han estudiado los alumnos de los grados 10, 11 y 12, los resultados no deben generalizarse a otros niveles educativos. Por último, este estudio se ha llevado a cabo en una escuela privada, preparatoria para la universidad, con un grado alto de opcionalidad por parte de sus alumnos sobre la elección de sus materias de ciencias. Esta característica, así como otras que son únicas en este ambiente escolar, puede limitar la generabilidad de los resultados (Weinburgh y Englehard, 1994). Esta declaración ejemplar por parte de los autores sobre el rango de aplicación de los resultados obtenidos es, desgraciadamente, muy poco frecuente en los informes de investigación. Muchos de los trabajos publicados sobre este tema carecen de una descripción detallada del tipo de práctica de laboratorio realizada, de las variables que pueden afectar al instrumento de medida utilizado, de los objetivos planteados tanto para la instrucción práctica como los de la propia investigación, etc., con lo que la lectura de sus resultados produce una idea vaga y general, frecuentemente negativa, de la eficiencia del trabajo práctico en la enseñanza de las ciencias, idea que por otraparte se ajusta bastante a ese sentimiento gengral comoartido Dor muchos orofesores v estudiantes acerca de la falta de eficacia delas prácticis. Pero este tipo de trabajos aporta poco a una posible solución de los problemas intuidos, ya que ni siquiera permite su formulación adecuada. Una cuestión de difícil respuestaes si la forma de evaluar las prácticas es la responsable de los resultados obtenidos; es decir, si los instrumentos de medida utilizados son adecuados a los propósitos para los que han sido diseñados. Así, en un trabaio sobre las prácticas de biología en la educación secundaria, se concluye que los instrumentos de medida utilizados en la investigación deben corresponderse estrechamente con los objetivos específicos de la educación experimental en biología (Stawinski, 1986). Sus resultados muestran que, si únicamente se utilizan pruebas de conocimientos en la investigación, podemos obtener la conclusión errónea de que la instrucción experimental en biología produce sólo un débil efecto positivo y no significativo en el aprendizaje. La mayoría de investigaciones están de acuerdo en señalar que los métodos clásicos de evaluación utilizados, como las pruebas de lápiz y papel, no son adecuados para medir situaciones de resolución de problemas o de adquisición de destrezas (Doran et al., 1994; Lazarowitz y Tamir, 1994; Tamir, 1974). Lo que sí parece claro es la fuerte influencia que ejerce la forma de evaluación del trabajo práctico sobre su propio (Jenkins, 1995a y 1995b). Esto parece que no sólo ocurre con el trabajo práctico, sino que es un problema común a toda la enseñanza de las ciencias; pero en el caso del trabajo práctico parece que la situación es aún más grave (Woolnough y Toh, 1990). Cuando un sistema educativo Dosee evaluaciones externas a gran escala, como exámenes nacionales para acceder a la universidad o a la educación secundaria, la docencia que se realiza está fuertemente condicionada por la evalúación externa (Black, 1995). En los casos en que el trabajo práctico no es evaluado en esta clase de pruebas sumativas de amplia distribución, se ha constatado que ha disminuido notablemente su uso como herramienta para la enseñanza de las ciencias, llegando incluso a correr el riesgo de desaparecer del currículo (Black (1993). Sin embargo, cuando ha sido introducido como objeto a evaluar por parte de estas pruebas, se suele concentrar la atención en la evaluación de la capacidad de cada individuo para realizar correctamente un conjunto de tareas determinadas apriori como objetivos educativos. Naturalmente, este enfoque sobre la medida personal de destrezas deja de lado las funciones formativas de la evaluación, tanto si el tipo de exámenes es externo como si es interno, ya que relega al evaluador a un papel de técnico que aplica una guía detallada de objetivos prede372 ENSENANZA DE LAS CIESCIAS, 1996, 14 (3) terminados de la estrategia evaluadora planeada por supuestos especialistas educativos. Este enfoque que enfatiza las destrezas prácticas en el trabajo de laboratorio es el mayoritario en los países anglosajones (Bryce y Robertson,l985; Buchan,1992; Doran et al., 1994), así como sus correspondientes formas de evaluación referidas a criterios sobre las destrezas prácticas adquiridas (proyectos APU o TAPS: John- ~011,1989; Bryce et al., 1983, respectivamente), y es heredero de las tendencias reduccionistas de los años setenta en la enseñanza de las ciencias (Woolnough, 1991). Estas tendencias, que nacieron con la sana intención de clarificar los objetivos educativos siguiendo el camino iniciado por la taxonomía de Bloom (1956), definieron conjuntos de objetivos de comportamiento mensurables. Con la obsesión de medir lo más exactamente posible y de que las medidas fuesen fiables, los objetivos educativos han ido desplazándose hacia aquéllos que son más mensurables, obviando los que no lo son; la actividad científica en las aulas se ha dividido en un conjunto de partes fácilmente mensurables que, además de no ser las más importantes, olvidan la parte holista de las ciencias al asumir que la suma de las partes proporciona el global. La obsesión de este enfoque sobre las destrezas por asegurar su fiabilidad y eliminar la ambigüedad de las medidas descansa sobre una idea de las ciencias absolutamente errónea. Hacer ciencia es un proceso difuso, incierto, intuitivo e idiosincrásico, y debe apreciarse en la enseñanza con toda su vaguedad, sin intentar disimularla. En este contexto, la noción de que todos los estudiantes deben alcanzar cierta puntuación en cada uno de los atributos de una lista de objetivos previamente prescrita no sólo es una práctica educativamente poco aconsejable en la enseñanza de las ciencias, sino que además carece de sentido. De nuevo insistimos en que hay que guardarse de infravalorar aquello que no somos capaces de medir con exactitud y en que no hay que olvidar que, si bien no lo podemos medir, siempre seremos capaces de emitir un juicio sobre ello. UÉ SE PUEDE HACER &N LAS PRACTICAS? Como hemos podido ver, la investigación que se ha llevado a cabo hasta ahora en general no se ha mostrado capaz de proporcionar un soporte empírico sólido para el papel del trabajo práctico en la enseñanza de las ciencias. Esta falta de definición en sus resultados sobre los objetivos y la efectividad del trabajo práctico es sin duda debida en parte a la complejidad del objeto de investigación, pero también a que muchas de las investigaciones realizadas están deficientemente estructuradas y sus resultados carecen de fiabilidad (NRC,1990). Muchas de ellas han fallado en su intento al adoptar un enfoque poco preciso sobre el tipo de trabajo práctico que se estaba investigando y sobre los objetivos educativos concretos para los que había sido diseñada. Es necesario considerar los distintos tipos de prácticas que se realizan, los objetivos que se persiguen, el currículo en el que se integran, etc., y planear cuidadosamente la investigación siendo consciente de ello (Duggan y Gott, 1995). La principal diferencia entre los tipos de trabajo práctico que se realizan en la instrucción se establece entre el que se planea para mejorar el conocimiento de los alumnos sobre las teorías científicas y el que está destinado a desarrollar las destrezas cognitivas necesarias para resolver problemas científicos. Ambas aproximaciones han sido teóricamente desacreditadas por numerosos investigadores, siendo a menudo calificadas de reduccionistas, y los resultados de investigación que se han obtenido sobre su eficiencia son poco concluyentes y normalmente desalentadores. Además del tipo de prácticas que se realiza, también es preciso tener en cuenta el nivel educativo concreto para el que han sido diseñadas a la hora de plantear una investigación sobre su efectividad. En general, se ha prestado muy poca atención al trabajo práctico que se realiza en la escuela primaria, a pesar del reconocimiento unánime de que este enfoque de manos a la obra es absolutamente imprescindible para un aprendizaje significativo en estos niveles educativos. En la enseñanza secundaria quizás habría que distinguir entre el trabajo práctico que se realiza en currículos cuyo principal objetivo es preparar a los alumnos para ser futuros científicos, y el que se hace en aquellos currículos que pretenden proporcionar una alfabetización científica de los estudiantes, conscientes de que muchos de ellos no seguirán estudiando ciencias. No sólo el nivel intelectual, afectivo y de desarrollo de los estudiantes es diferente en los diversos niveles educativos, sino que los mismos objetivos curriculares pueden ser muy distintos según el enfoque adoptado -por ejemplo, ciencia integrada o ciencia disciplinar, o ciencia para todos y ciencia elitista, según la terminología de Fensham (1990)-, lo que sin duda debe tenerse en cuenta a la hora de evaluar la efectividad del trabajo práctico que en ellos se realiza (Edwards y Power, 1990; Friendler y Tamir, 1990). En la enseñanza universitaria, debería esperarse una concepción distinta del trabajo práctico, ya que en ella los currículos suelen estar orientados a la formación de científicos con capacidad de investigar; es decir, cabría esperar que el aprender a hacer ciencia, el pináculo de la educación científica, fuese el objetivo primordial a conseguir mediante el trabajo de laboratorio -sin olvidar la importancia que esta estrategia educativa puede ofrecer también a la hora de aprender ciencias y aprender sobre las ciencias (Hodson, 1988). No obstante, parece ser que es en este nivel educativo donde resulta más difícil modificar las bien establecidas y tradicionales maneras de enfocar el trabajo práctico, y que las reflexiones y propuestas que se producen sobre los currículos de ciencias del nivel secundario rara vez llegan hasta la universidad, incluso siendo muchas de ellas formuladas precisamente desde esta institución (Hegarty-Hazel, 1990b; Meester y Maskill, 1993, 1994, 1995a y 1995b). Algunos trabajos de investigación, además de no contemplar muchas de estas variables que consideramos fundamentales para su planteamiento, se muestran extraordinariamente ambiciosos en sus resultados y rango ENSENANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3)