El "consumo de agua de bebida envasada" como contexto para el desarrollo de competencias científicas. Un estudio de caso en tercer curso de la Educación Secundaria Obligatoria

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN DEPARTAMENTO DE DIDÁCTICA DE LA MATEMÁTICA, DE LAS CIENCIAS SOCIALES Y DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES EL “CONSUMO DE AGUA DE BEBI DA ENVASADA” COMO CONTEXTO PARA EL DESARROLLO DE COMPETENCIAS CIENTÍFICAS. UN ESTUDIO DE CASO EN 3 er CURSO DE LA EDUCACIÓN SECUNDARIA OBLIGATORIA TESIS DOCTORAL Autor: Francisco Rodríguez Mora Director: Dr. Ángel Blanco López Málaga, 2016 AUT OR: Francisco Rodríguez Mora http://orcid.or g/0000-0002-2537-8902 EDIT A: Publicaciones y Divulgación Científica. Universidad de Málaga Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial- SinObraDerivada 4.0 Internacional: http://creativecommons.or g/licenses/by-nc-nd/4.0/legalcode Cualquier parte de esta obra se puede reproducir sin autorización pero con el reconocimiento y atribución de los autores. No se puede hacer uso comercial de la obra y no se puede alterar , transformar o hacer obras derivadas. Esta T esis Doctoral está depositada en el Repositorio Institucional de la Universidad de Málaga (RIUMA): riuma.uma.es Facultad de Ciencias de la Educación Departamento de Didáctica de la Matemátic a, de las Ciencias Sociales y de la s Ciencias Experimentales D. Ángel Blanco López, Dr. en Ciencias de la Educación por la Universidad de Málaga, Profesor Titular de Universidad del Área de Conocim iento de Didáctica de las Ciencias Experimentales en la Facultad de Ciencias de la Educación de la Univer sidad de Mála ga, HAGO CONSTAR Que la tesis doctoral titulada El “consumo de agua de bebida envasada” como contexto para el desarrollo de competencias científicas. Un estudio de caso en 3 er curso de la Educaci ón Secundaria Obligatoria , ha sido realizada por Francisco Rodríguez Mora bajo mi dirección . AUTORIZO En cumplimiento de la legislación vigente, a su trám ite y presentación para la ob- tención del grado de Doctor en Ciencias de la Ed ucación por parte d el interesado. En Málaga, a veintiocho de octubre de 2015 El Doctorando El Director de tesis Fdo.: Francisco Rodríguez Mora Fdo.: Ángel Blanco López A mis padres. A María José, mi compañera, y en especial, a Claudia y Alejandro, lo más valioso que tiene mi vida. AGRADECIMIENTOS La investigación que aquí se presenta no hubi era sido posible sin la participación y co- laboración desinteresada de m uchas personas, a las que creo necesario expresar m i más sincero agradecimiento. En primer lugar, y de m anera especial, al Dr . Ángel Blanco López, di rector de tesis, por la confianza que ha depositado en mí para la realización de este trabajo. Por su pacien- cia para guiarme, con rigurosidad, por los ve ricuetos del mundo de la Didáctica de las Ciencias Experim entales, por su apoyo y ánim o en los momentos más difíciles, y por supuesto, por las muchas horas de dedicación, su ayuda inestim able y sus siempre acer- tados consejos y orientaciones. A los estudiantes de Ma gisterio de la Facult ad de Ciencias de la Educación de la Uni- versidad de Málaga y a los es tudiantes de ESO y Bachillerat o de los varios centros de Málaga que participaron en los estudios preliminares. Y cóm o no, a mis alumnos y alumnas de 3º y 4º ESO del IES Luis Bara hona de Soto que llevaron a la práctica las distintas versiones de la secuencia d idácti ca diseñada. Me resulta imposible m encionar todos vuestros nombres a pesar de que habé is sido, sin lugar a dudas, los principales protagonistas de es ta investigación. A los integrantes de la última etapa del gr upo QUIMESCA, y en particular, al profesor José Aldo por la excelente y abundante información que me ha proporcionado acerca del agua de bebida embotella da, y al profesor L uis Garr ido por sus oportunos consejos para la mejora de la secuencia d idáctica. A los compañeros del proyecto COMPCIEN (10- 16) con los que he tenido el privilegio de colaborar mientras se desa rrollaba esta tesis, así como a los com pañeros del grupo de investigación sobre Enseñanza de las Cienci as y Competencias d e la Universidad de Málaga, de cuyos trabajos tanto he aprendi do: Enrique, Teresa, Jo aquín, Vito, Paco,… A los compañeros del Claustro y Equipo Dire ctivo del IE S Luis Barahona de Soto por las facilidades que m e brindaron para la pues ta en práctica en el aula de las distintas versiones de la secuencia didá ctica, y en especial, a Araceli Paredes, m i colega del De- partamento de Física y Química, que m e perm itió sin rechistar ni una sola vez probar distintos m ateriales en sus clases. Tampoco puedo olvidar el im portante apoyo de m i familia, con un m uy especial reco- nocimiento para m i esposa, María José, y mis hijos, Claudia y Alejandro, por su com- prensión y paciencia en todo este largo pe riodo de tiempo que no he podido dedicarles. Con estos testimonios de gratitud quisiera concluir un largo y arduo trabajo, que no siempre ha transitado por cam inos fáciles, pe ro q ue pese a todas las dificultades enco n- tradas llega hoy a feliz término. A todos y todas, muchas gracias. PRESENTACIÓN La memo ria que aquí se presenta corresponde a la tesis doctoral de Francisco Rodríguez Mora realizada en el Programa de Doctorado Investigación e Innovación Educativa de la Universidad de Málag a y desarrollada en el Área de Didáctica de las Ciencias Expe- rimentales d e la Facultad de Ciencias de la Educación de esta Universidad. Gran parte del trabajo de esta tesis se ha re alizado en el marco de dos proyectos de in- vestigación: • Diseño y evaluación de un modelo para el fomento de la competencia científica en la educación obligatoria (10-16 años) (EDU2009-07173), financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación en la convocatoria de 2009 de proyectos I+D+i. • Desarrollo y evaluación de competencias científicas mediante enfoques de ense- ñanza en contexto y de mode lización. Estudios de caso (EDU 2013-41952-P), financiado por el Ministerio de Econ omía y Competitiv idad en la convocatoria de 2013 de proyectos de I+D de excelencia. Durante el periodo de realización de este trab ajo de tesis, el doctorand o ha asistido y participado en diferentes congresos internaci onales y nacionales (V Seminario Ibérico y I Seminario Iberoam ericano en CTS en la E ducación Científica; VII Con greso Interna- cional sobre Investigación en la Didáctica de las Ciencias; II C ongreso Internacional sobre Uso y Buenas Prácticas con TIC y Jornadas sobre Enseñanza y Divulgación de la Química y la Física). También se han ela borado las siguientes publicaciones de acuerdo a los resultados de investigación que se presen tan en esta memoria: • Blanco A. y Rodríguez Mora, F. (2008). “El consumo de agua de bebida enva- sada” como contexto para desarrollar propuestas de al fabetización científica. En R. Márques et al . (Coords.), Perspectivas Ciencia-Tecn ología-Sociedad en la Innovación de la Ed ucación en Ciencias . Actas del V Seminario Ibérico y I Se- minario Iberoam ericano en CTS en la Educación Científica (pp. 279-283). Avei- ro, Portugal, 3-5 de julio de 2008. • Rodríguez Mora, F. y Blanco A. (2009) . Conocimientos, hábitos, actitudes y creencias de estudiantes de Magis terio s obre el consumo de aguas de bebida en- vasadas. Enseñanza de las Ciencias , número extra. Actas del VIII Congreso In- ternacional sobre Investigación en la Didáctica de las Ciencias (pp. 1890-1894). Barcelona, 7-11 de septiembre de 2009. • Blanco, A., Rodríguez Mora, F. y Rueda, J.A. (2011). ¿Es necesario consumir agua embotellada? Aula de Innovación Educativa , 207, pp. 35-40. • Rodríguez Mora, F., Blanco, A. y Rueda, J.A. (2011). Compet encia científica y competencia digital en una unidad didáctica sobre el consum o de agua embote- i ÍNDICE 4.3. Situaciones de enseñanza basadas en el contexto del agua de bebida envasada…………………………………………………………..………. 161 4.3.1. ¿Es mejor el agua embotellada que el agua del grifo?.................... 162 4.3.2. ¿Es necesario consumir agua de bebida em botellada?................... 162 4.3.3. ¿Es inocua la industria del agua embotellada?............................... 165 4.4. Tratamiento didáctico del contexto: primeras propuestas educativas... 165 4.4.1. Primera versión de la secuenci a didáctica para estudiantes de 4º ESO……………………………………………………………. 165 4.4.1.1. Descripción e implem en tación de la secuencia……….. 166 4.4.1.2. Algunas consideraciones s obre el desarrollo de la experiencia y propuestas de mejora…………………… 170 4.4.2. Segunda versión de la secuencia didáctica para estudiantes de 3º ESO……………………………………………………………. 173 4.4.2.1. Descripción e implem en tación de la secuencia……….. 174 4.4.2.2. Consideraciones sobre el de sarrollo de la experiencia y propuestas de mejora…………………………....…….. 182 4.5. Estudios preliminares: síntesis y conclusiones…………………………. 188 CAPÍTULO 5. DISEÑO DE L A SE CUENCIA DIDÁCTICA. VERSIÓN FINAL…………………………………………………………………………….. 193 5.1. Fundamentos del diseño…………………………………………….…… 196 5.1.1. Un esquem a de referencia para la enseñanza de las competencias científicas……………………………………………………...…. 197 5.1.2. Un enfoque de enseñanza de las ciencias para el desarrollo de competencias científicas…………………………………………. 199 5.1.3. Conclusiones e implicaciones did ácticas de los estudios prelimi- nares……………………………......……………………………. 201 5.1.4. Dificultades de aprendizaje en relación con los contenidos que aborda la secuencia…………………….………………………… 203 5.1.4.1. Las disoluciones y sus dificultades de aprendizaje….... 203 5.1.4.2. El agua de bebida como sistema material: dificultades de aprendizaje……………………...………………….. 201 5.1.5. Un esquema para el diseño de secuencias didácticas…..……...…. 207 5.2. Elaboración de la secuencia didáctica ¿Es necesario consumir agu a embotellada? …………………………………………………………….… 209 5.2.1. Construyendo la SEA: etapas en el diseño……………..……..…. 209 5.2.2. Preparando la SEA para su tratamiento en el aula…………….…. 224 viii ÍNDICE CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUEN CIA DIDÁCTICA… 231 6.1. La puesta en práctica: co nsideraciones generales……………………… 234 6.1.1. Características del centro educat ivo y del alum nado participante.. 234 6.1.2. Desarrollo temporal de la secu encia didáctica en el aula…….…... 235 6.1.3. Otros aspectos en el desarrollo de la secuencia didáctica.……….. 237 6.2. Desarrollo y seguimiento de la secu encia did áctica en el aula. El in- forme de la puesta en práctica…………………………………………... 239 6.2.1. Sesión 1……..…………………………………………………... 241 6.2.2. Sesión 2……..…………………………………………………... 255 6.2.3. Sesión 3……………..…………………………………………... 268 6.2.4. Sesión 4…………..……………………………………………... 282 6.2.5. Sesión 5……………..…………………………………………... 298 6.2.6. Sesión 6……………..…………………………………………... 313 6.2.7. Sesión 7……………..…………………………………………... 328 6.2.8. Sesión 8……………………..…………………………………... 338 6.2.9. Sesión 9………………………..…………………………….….. 348 6.2.10. Sesión 10……………………..……………………………...….. 358 6.2.11. Sesión 11………………………..…………………………...….. 371 6.2.12. Sesión 12………………………………..………………...…….. 376 6.2.13. Sesión 13………………………………………………………... 389 6.3. Adecuación de la puesta en prácti ca al diseño de la secuencia……..…. 400 CAPÍTULO 7. VALORACIÓN DE LA SECUENCIA DIDÁCTICA……….. 405 7.1. La prueba de evaluación escrita : diseño, descripción y an álisis………. 408 7.1.1. Diseño y elaboración de la prue ba de evaluación escrita........…... 408 7.1.1.1. Criterios para el diseño de la prueba………………...... 409 7.1.1.2. Los contenidos de la prueba de evaluación…………… 410 7.1.1.3. El diseño de las tareas de evaluación y su descripción competencial…………………………………………... 411 7.1.1.4. Organización y estructura fi nal de la prueba escrita..… 415 7.1.2. Descripción de las tareas de evaluación………………….......…... 415 7.1.2.1. Descripción de las tareas de evaluación del bloque E.... 416 7.1.2.2. Descripción de las tareas de evaluación del bloque I..... 420 7.1.2.3. Descripción de las tareas de evaluación del bloque U... 426 ix ÍNDICE x 7.1.3. Aplicación de la prueba escrita y análisis de los resultados……... 430 7.1.3.1. Análisis de las respuestas de los estudiantes: bloque E.. 431 7.1.3.2. Análisis de las respuestas de los estudiantes: bloque I... 448 7.1.3.3. Análisis de las respuestas de los estudiantes: bloque U. 463 7.1.3.4. Consideraciones generale s sobre los resultados de la prueba de evaluación…………...…………………....... 484 7.2. Valoración de la experiencia por parte de los estudiantes…..………… 489 7.2.1. Análisis de las respuestas al cuestionario de valoración…………. 491 7.2.2. Algunas consideraciones desde la perspectiva de los estudiantes.. 503 7.3. Valoración de la experiencia po r parte del profesor-investigador.…… 505 CAPÍTULO 8. CONCLUSIONES E IMPL ICACIONES EDUCATIVAS…... 529 8.1. Conclusiones…………………………………………………………….... 532 8.2. Propuestas de mejora de la secuencia didáctica ……………………….. 542 8.3. Limitaciones del estudio…………………………………………………. 545 8.4. Sugerencias para continuar la investigación…………………………… 547 8.5. Implicaciones personales………………………………………………… 547 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………. 551 ANEXOS…………………………………………………………………………. 593 CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 1.1. Origen de esta investigación. 1.2. Relevancia y objetivo s de la investigación. 1.3. Organización de la memoria de tesis. CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN 1.1. ORIGEN DE ESTA INVESTIGACIÓN Como profesor de la especi alidad de Física y Quím ica de Enseñanza Secundaria llevo tiempo viviendo en prim era persona lo que distintos estudios, en el ámbito educativo nacional e internacional, han puesto de manif iesto: el escaso interés que despier ta entre los estudiantes la ciencia y su ap rendizaje, y en particular, las m a terias de física y quí- mica (Holbrook, 2008; Osborne y Collins, 2001; Solbes, Mo ntserrat y Furió, 2007). Durante mis clases, en el IES Luis Barahona de Soto de Archidona (Málaga), suelo ob- servar curso tras curso p rácticamente las mi sm as reacciones entre m is estudiantes frente a muchos de los contenidos de química (y de física) que tienen que aprender, y que es- tos mism os estudiantes suelen concre tar de manera bastante sincera: Y esto ¿para qué? Esta sencilla pregunta esconde, en mi opinión, una cierta insatisfacción de los estudian- tes con la ciencia escolar que se ven oblig ados a aprender. Podríamos referirnos, por ejemplo, a la presencia de contenid os claram ente desfasados, planteam ientos excesi va- mente teóricos o abstractos, y de form a má s general, a la desconexión del conocim iento científico con las necesidades reales que experim enta el alum na do fuera de las aulas (Herreras y Sanmartí, 2012; Hofstein , Carmini, Mam lok y Ben-Zvi, 2000). Podríamos ref erirnos, igualm ente, a la falta de u tilidad y relevancia que los estud iantes parecen encontrar en los conten idos de cien cia y la escasa m otivación por su aprendiza- je, con las importantes consecuencias que es ta realidad plantea y que pondremos de m a- nifiesto al presentar los fundamentos teóric os de esta investigación. Como señala Clax- ton (1994): «Sea cual sea el currículo y sea cual sea su grado de pertinencia, algunos estudiantes lo seguirán mejor que otros. La cuestión es que sea lo que sea lo que los estudiantes se lleven consigo, deberá se r verdaderamente útil por derecho propio» (ci- tado por Nieda y Macedo, 1997; contraportada). No obstante, esta situación no es novedosa co mo así lo m anifiestan distintos inform es realizados en el ámbito de la enseñanza de las ciencias a escala europea. Según el in- forme Rocard (Rocard et al. , 2006) son complejos los factores que relacionan la actitud de los estudiantes con el apre ndizaje de las cien cias, aunque se cons idera evidente que 3 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN la manera en que el profesorado enseña cien cia en el aula consti tuye un factor clave para la mejora, por lo que se m uestra necesario avanzar en esta dirección. Tampoco son sencillas las soluciones que se ofrecen, muchas de las cuales trascienden el ámbito del docente, aunque otras sí com pet en, en buena parte, al profesorado si pre- tendemos mejorar la calidad de la form ación científica que reciben los estudiantes. Des- de el comprom iso personal por mejorar nuest ra formación y nuestras clases de ciencias son muchas las cuestiones que podrían plantearse al respecto: ¿El interés o la actitud por las ciencias son únicamente responsabilid ad del alumno? ¿Es posible ofrecer una cien- cia más cercana a los interes es reales de lo s es tudiantes? ¿Podem os potenciar la rele- vancia y utilidad de los contenidos de cien cia? ¿Cuál es el papel del profesor en todo este proceso? ¿Qué estrategias didácticas favorecen un aprendizaje significativo de la ciencia? Como afirma Furió (2006): «Somos los profesores los verdaderos protagonis- tas del proceso de enseñanza-aprendizaje de la química. Somos el ce ntro de atención de los alumnos. Está en nuestra s manos el interesarlos por muy desmotivados que lleguen a clase. La motivación depende, en gran me dida, de cómo presentemos los problemas, de las estrategias que les propongamos y, espe cialmente, de las expectativas positivas del propio profesor respecto del éxito de cada uno de sus estudiantes» (p. 227). Desde estos planteamientos, y en parte, para compensar una form ación inicial claram en- te mejorable , comencé a inte resarme por la Didáctica de las Ciencias Experim entales, y en particular, por la utilización en mis clases de contexto s reales de la vida diaria y de los recursos que suministran nuevos enfoques para la enseñanza de las ciencias, como los de alfabetización científica y de cienci a cotidiana (Acevedo, 2004; Jiménez Liso y De Manuel, 2009; Sánchez Guadix, 2004). La siguiente reflexión de Bybee (1997) acer- ca de lo que supone un currículo orientado haci a la alfabetización ci entífica concreta, de manera clara, el sentido que quería darle a mis clases de los niveles de enseñanza se- cundaria: «La alfabetización científica significa que una persona puede preguntar, hallar o dar respuesta a cuestiones que su curiosi dad le plantea diariamente. Significa que una persona es capaz de describir, explicar y predecir fenómenos naturales. La al- fabetización científica capacita para leer en la prensa artículos sobre ciencia y para participar en debates sociales sobre la va lidez de sus conclusiones. La alfabetiza- ción científica implica que la persona puede identificar los temas científicos que de- terminan las decisiones políticas y expresar posiciones informadas científica y tec- nológicamente. Un ciudadano científicamente alfabetizado debe ser capaz de valo- rar la calidad de la inform ación científica basándose en la fuente de la que procede y en los métodos utilizados para generarla. La alfabetización cien tífica también im- plica tener la capacidad de valorar los ar gumentos que se derivan de los hechos es- tablecidos y llegar a conclusiones» (citado por Pedrinaci, 2009; p. 19). Poco a poco, fui explorando este tipo de estr ategias didácticas y a incorporar pequeños cambios en los m étodos y materiales curricu la res que utilizaba en las clases. La buena acogida por parte de mis estudiantes de es tas “pequeñas innovaciones”, adem ás de ani- 4 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN marme a seguir por esta dirección, me llevó a plantearm e cómo realizar un estudio más sistemático de las mismas y a acercarm e de ma nera m ás form al al campo de la investi- gación educativa. Con esta determ inación inic ié en el año 2006 el Program a de Docto- rado Investigación e Innovación Educativa en la Facultad d e Ciencias de la Educación de la Universidad de Málaga, que cu lminará años m ás tarde con el presente trabajo de tesis. Entre las distintas líneas de investigación que en aquellos momentos desarrollaba el Área de Conocimiento de Didáctica de las Cien cias Experimentales de esta Universidad, y de acuerdo a mis intereses personales, come ncé a trabajar en cuestion es relacionadas con la alfabetización científica y los enf oques Ciencia–Tecnología–Sociedad (CTS), aspectos que contaban con bastante trad ición en esta área (Blanco, 2007; González García y Prieto, 1998; Prieto y González García, 2005). En esta mism a época tuve la oportunidad de conocer los materiales didácticos sobre química y productos cotidianos, en particular, sobre las bebidas (café, té, chocolate, bebidas alcohólicas) que había elabor ado el grupo QUIMESCA (Quím ica-Escuela- Casa) (QUIMESCA, 2001, 2005), del cual pasé a form ar parte hasta su desaparición en 2010. Entre las líneas de trabajo que pretendía desarrollar este grupo de investigación se encontraba la elaboración de m ateriales curric ulares utilizando el agua de bebida como contexto de enseñanza, propuesta que despertó un especial interé s en este doctorando. De esta manera, se definió un prim er enf oque de esta investigación focalizado en el consumo de agua de bebida envasada, con la finalidad de analizar y explorar las v enta- jas educativas de usar este c ontexto para el desarrollo de la alfabetización científica por parte de los estudiantes. En este marco se de sarr olló el trabajo de investigación tutelado para la obtención del Diploma de Estudios Avanzados (DEA) Conocimientos, hábitos, actitudes y creencias que manifiestan estudi antes del primer curso de Magisterio de Educación Primaria sobre el c onsumo de agua de bebida envasada (Rodríguez Mora, 2008). Paralelam ente al desarrollo de es tos estudi os en el ám bito edu cativo español, siguiendo las recomendaciones ad optadas por el Consej o y el Parlamento Europeo a finales de 2006 (Parlamento Europeo, 2006), com enzó a plan tearse en las etapas de enseñanza obligatoria el denominado enfoque de “edu cación por competencias”. El desarro llo de los currículos esco lares desde esta n ueva pe rspectiva com petencial supone una notable innovación educativa que implica im portantes cam bios en la forma de concebir los fines de la educación obligatoria, pasando “las competencias básicas” ciudadanas a ser el elemento central en el discurso educativo de nuestro país (B olívar, 2008; Marco, 2008; Zabala y Arnau, 2007). No es de extrañar que em pezaran a aparecer en la lite ratura especia lizada un buen número de artículos, libros y m onográficos de revistas en los que, desde distintas pers- pectivas, se analizaba este nue vo enfoque educativo. Estos an álisis ponían de manifiesto las controversias que iban surgiendo en tor no al propio sentido o significado del térm ino 5 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN competencia y su procedencia, as í como las dificultades y obstáculos para su im plemen- tación en las aulas (Gimeno, 2008; Pro, 2011a). Este nuevo escenario para el desarrollo de competencias, y dada la importancia de la educación en ciencias de nuestros estudiantes p ara la sociedad actual, llevó a la Unión Europea en 2006, a considerar la competencia científica 1 como una de las ocho compe- tencias clave o básicas para el aprendizaje pe rm anente de la ciudadanía. Los resultados de comparaciones internacionales sobre los niv e les de competencia científica, como las que viene realizando el programa PISA (Pr ogramme for International S tudent Assess- ment) en sus distintas ediciones (2 000, 2003, 2006, 2009, 2012), ponen de manifiesto que un porcentaje importante de nuestros alum nos y alumnas se sitúa en los niveles de competencia m ás bajos, además de un cierto estancamiento en el desarrollo de com pe- tencias científicas. Esta situa ción es utilizad a desde la Didáctica de las C iencias Expe- rimentales para alertar acer ca de los problemas relaciona dos con la enseñanza de las ciencias tradicional y que pare cen requerir profundos cam bios didácticos en la forma de enseñar ciencias (COSCE, 2011). Por otro lado, el desarrollo de una enseñanza basada en el aprendizaje de com petencias básicas requiere, según algunos autores, una demanda inm ediata de investigación. En relación con la enseñanza de las ciencias plantea Fensham (2007): «Por tanto, propongo como la próxima tarea de investigación en enseñanza de las ciencias, en conjunción con profesores y estudiantes en sus contexto s reales, extender nuestra comprensión de las competencias científicas apropiadas par a ser alcanzadas en cada etapa o nivel de escolarización, y encontrar cómo los contexto s, los contenidos y las estrategias pe- dagógicas las harán asequibles para un gran número de estudiantes» (p. 117). Para atender a estos retos en el Área de Didá ctica de las Ciencias Experimentales de la Universidad de Málaga se puso en marcha , a comienzos del año 2010, el proyecto de I+D+i Diseño y evaluación de un modelo para el fomento de la competencia científica en la educación obligatoria (10-16 años) –en adelante COMPCIEN 10-16– del Ministe- rio de Ciencia e Innovación en la convocator ia de 2009, al cual m e incorporé formando parte del equipo de diseño de ma teriales, y en el seno del cu al se ha desarrollado gran parte del trabajo de tesis que aquí presentamos. La inclusión de las competencias básicas co m o elemento central para el diseño curricu- lar dio lugar a una reorientac ión del enfoque inic ial de la investig ación que se venía realizando, para centrarse en el desarrollo de comp etencias científicas a partir del trata- miento de cuestiones relacionadas con el cont exto del consumo de agua de bebida enva- sada. En realidad, no se trataba de un cambio brusco en cuanto al sentido de la investi- gación, ya que el desarrollo de competencias tal y como se plantea en los currículos españoles y en el program a de evaluación PI SA (OCDE, 2006), se considera como una    1 Existen divers as formas de den omi nar esta com peten cia clave. Mientras que en el ámbito curricular español se suel e utilizar la denom inación en singular “la com petencia científica”, en el program a PISA y por parte de diversos au tores de Didáctica de las Cien cias Experimentales se u tiliza en plural “las compe- tencias científicas”. En esta me moria de tesis se ha optado po r emplear indistintamente ambas posibilida- des. 6 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN forma concreta de abordar los planteamient os generales de alfabetización científica: «La competencia científica no es importante solo o sobre todo para aquellos que acabarán formando parte de la comunidad científica, sino para la totalidad de los ciudadanos como alfabetización científica» (COSCE, 2011; p. 22). 1.2. RELEVANCIA Y OBJETI VOS DE LA INVESTIGACIÓN Las situaciones y contextos de la vida diar ia se vienen utilizando desde hace varias décadas como un im portante recurso para la en señanza de las ciencias. Se trata con ello de disminuir la distancia exis tente en el curr ículo oficial que se of rece al estudiante y sus necesidades formativ as reales en el entor no en que se m ueve, tratando de que el es- tudiante encuentre sentido y utilidad a a quello que se le ense ña (Hernández, 2006; Herreras y Sanmartí, 2012). La investigación educativa revela que construi r la ciencia escolar a partir de neces idades contextualizadas se m uestra como un cam ino eficaz para poner de m anifiesto la rele- vancia del conocimiento científic o, y en consecuencia, para aum entar el interés de los estudiantes por su formación científica y favorecer una actitud m ás positiva por la cien- cia escolar (Bennet, Lubben y Hogarth, 2007; Caamaño, 2005; Pro y Rodríguez, 2010). Desde esta perspectiva son varios los enfoques didácticos que apuestan por la validez de “los contextos” como herramienta didáctica pa ra la enseñanza de la ciencia, aunque con distinta fundamentación teór ica: los movimientos Cienci a–Tecnología–Sociedad (CTS) y de alfabetización científica, la enseñanza basada en el context o, el aprendizaje basado en problemas (ABP), la ciencia bas ada en proyectos o la utilizaci ón de cuestiones socio- científicas (CSC). Pero sin ser un aspecto novedoso, la utilización de contex tos de la vida real en la ense- ñanza de las ciencias ha vuelto a ser centro de atención con la llegada del enfoque edu- cativo basado en el desarrollo de co mpetencias básicas ciudadanas para el aprendizaje permanente (Sanm artí, 2008), entre las que se encuentra, como ya hemos indicado, la competencia básica en ciencias o co mpetencia científica. Como pondrem os de manifiesto en la funda mentación teórica de esta investigación (capítulo II), el concepto de competencia se hace explícito en el ámbito e ducativo espa- ñol a partir de la promulgación de la Ley Orgánica 2/2006, de 3 de m ayo, de Educación (Ministerio de Educación y Ciencia, 2006a) y su correspondiente desarro llo normativ o. En el anexo I del Real Decreto 1631/2006, por el que se establecen las enseñanzas mínimas correspondientes a la Educación Sec undaria Obligatoria (ESO) (Ministerio de Educación y Ciencia, 2006b), se puede leer: «La inclusión de las competencias básicas en el currículo tiene varias finalidades. (…) En segundo lugar, permitir a todos los es- tudiantes integrar sus aprendizajes, ponerlos en relación con distin tos tipos de conteni- dos y utilizarlos de manera efectiva cuando le s resulten necesarios en diferentes situa- ciones y contextos» (p. 685). 7 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO En este capítulo se presenta una revisión de los fundamentos teóricos de la investigación que proceden, básicamente, de tres ámbitos de conocim iento de la Didáctica de las Ciencias Experim entales: a) el desarrollo de co mpetencias científicas com o referente para la enseñanza de las ciencias; b) el enf oque de enseñanza de la s ciencias basada en contexto; y c) el diseño y evaluación de secuencias de enseñanza-aprendizaje (SEA) como campo de investigación. En el primer apartado de este marco teóric o se abordan el origen y principales carac- terísticas del denominado enfoque de educac ión por competencias para, seguidam ente, conceptualizar y caracterizar la com petencia científica como una de las ocho competen- cias básicas, que a ins tancias de las reco mendaciones del Parlam ento Europeo, se incor- poran al sistema educativo español con la promulgación de la Ley Orgánica de Educa- ción (LOE) en 2006. En este mismo apartado se revisan algunos aspectos de interés que surgen en torno al desarrollo curricular d e la comp etencia científica, su enseñanza y evaluación. La introducción de las competencias com o re ferente en el program a de evaluación in- ternacional PISA (Programme for Internati onal Student Assessment), que se viene des- arrollando desde el año 2000, y la perspectiva competencial que se debe adoptar en los currículos de la educación obligatoria han vue lto a centrar la atención en la utilización de problemas y contextos relevantes de la vi da diaria como herramienta didáctica. Des- de esta consideración, se aborda como segundo elemento teórico la contextualización de la ciencia escolar en situaciones y necesidad es reales como enfoque que se viene m os- trando de utilidad en la enseñanza de las ciencias. Se concluye este capítulo con la revisión de las principales carac terísticas del d iseño y evaluación de secuencias de enseñanza-apre ndizaje basadas en la investigación como herramientas educativas y se presentan distintos m arcos te óricos que fundamentan su diseño y elaboración. 15 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1. EL DESARROLLO DE CO MPETENCIAS CIENTÍFICAS COMO REFERENTE PARA LA ENSE ÑANZ A DE LAS CIENCIAS Vivimos en una sociedad donde los avances te cnocientíficos juegan un papel fundamen- tal en la sociedad y en la vida cotidiana en general, donde se m uestra esencial relacio- narnos cada vez más con el conocim iento ci entífico y tecnológico. La población necesi- ta de una cultura científica y tecnológica para aproxim arse y comp render la globalidad y complejidad de la realidad contem porán ea (Gil y Vilch es, 2006a; Nieda y Macedo, 1997). A pesar de esta incuestionab le necesidad de bemos adm itir la bre cha existente entre ciencia y ciudadanía, con ciudadanos que se sienten poco involucrados o que incluso rechazan los tem as científicos y sobre lo s que m antienen una actitud algo escéptica, aspectos que ponen de m anifiesto la necesidad de m ejorar la calidad de la form ación científica que reciben desde los centros educativos (Banet, 2010a; Lem ke, 2006). Esta problemática no ha pasado desapercib ida a escala europea. La Unión Europea adopta, a principios de este siglo, el program a Ciencia y Sociedad con el objetivo de promover el interés de los jóvenes por la ciencia (Com isión Europea, 2002), mientras que en 2004 se lanzan iniciativas como Europe needs more scientists para hacer la cien- cia más accesible a los ciudadanos (Com isión Europea, 20 04a). En esta mism a línea de actuación se enmarcan otros proyectos europe os, que suelen englobarse bajo la denom i- nación genérica de “ciencia ciudadana”, para fo mentar el acercamiento de la ciencia a la población general e impulsar un modelo de colaboración cons ciente y voluntaria entre ciudadanos y científicos (Finque lievich y Fischnaller, 2014). En este tipo de iniciativas se eviden cia de fo rma clara dos posibles tipos de vínculos con la ciencia. Por un lado, la re lación que establecen los “p rofesionales de la ciencia”, aquellos expertos que participan en la i nvestigación y producen conocimiento científico, es decir, el modo como los cien tíficos se relacionan con la ciencia. Por otro lado, la re- lación que establece la ciudadanía en genera l, aquellas personas no especialis tas que no están directamente involucradas con el avance de la producción científica. Nuestra capacidad de establecer un tipo u otro de relación con la ciencia hace referencia a lo que, desde un tiempo a esta parte, viene denom inándose “competencias científicas”. De esta manera, podríam os aproximarnos al análisis de este térm ino desde dos posibles puntos de vista: a) el de las competencias científicas entendidas como aquellas capaci- dades y habilidades que perm iten a los especialistas desem peñar productivam ente su trabajo, esto es, el de las com petencias para hacer ciencia; b) el d e las com petencias científicas que debe poseer todo ciudadano para poderse considerar “alfabetizado cientí- ficamente”, es decir, las competencias reque ridas para que los ciudadanos en general, puedan entender no solo aspectos de ciencia, sino el m undo a través de la ciencia (Hernández Rodríguez, 2005). Desde la enseñanza obligatoria se viene requiriendo una formación básica en ciencias y el desarrollo de las competencias científicas n ecesarias que posibilite el ejercici o de una 16 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO ciudadanía responsable y una adecuada relación de los ciudadanos con la ciencia en un mundo tan global y tecnológicamente avanzad o como el actual (Acevedo, 2004; Pedri- naci, 2012). De igual manera, parece existir un claro c onsens o acerca de que la formación cien tífica que adquieren los ciudadanos debería ser real mente útil para la vida, y debería estar destinada a todos los miembros de la socied ad por igual (Fensham , 2002); o lo que es lo mismo, la necesid ad de un alfabetización cien tífica para tod os enfocada a lo necesario para vivir en la nueva sociedad de la información y el conocimiento (Acevedo, 2004; Shamos, 1995). Desde este punto de vista, el propósito fundam ental es conseguir que los estudiantes alcancen en su form ación general una competencia científica bás ica. Debemos entender que las com petencias científicas que poseen los científicos y las que poseen los ciudadanos no son excluyentes y contienen muchos elem entos en común. En lo que sigue nos aproxim arem os a la caract erización de las competencias científicas desde la perspectiva basada en el ciudada no, es decir en describir cómo contribuyen estas capacidades y destrezas, m ás allá de la s prácticas específicas de las ciencias, a enriquecer y cualificar la formación de una ciudadanía que debe abordar una sociedad basada en el conocimiento. En cualquier caso, una aproximación a las comp etencias científicas para la alfabetiza- ción ciudadana pasa por considerar, en primer lugar, los fin es educativos del llam ado “enfoque para el desarrollo de competencias” y la adquisición de competencias básicas para el aprendizaje permanente por parte de la ciudadanía, aspectos en los que nos de- tendremos en el siguiente epígrafe. 2.1.1. El enfoque por comp etencias en la educación Los términos com petencia y comp etencia bási ca o clave surgidos inicialm ente en la esfera profesional y del mundo empresaria l vienen em pleándose cada vez más en el ámbito educativo en los últim os años hasta constituirse en una nueva línea de planif ica- ción y desarrollo de la enseñanza y el apre ndizaje (Cabre rizo, R ubio y Castillo, 2007; Rosales, 2010). Podemos decir que las “competencias”, en el ámbito educativo español, aparecen con la ordenación que la Ley Orgánica General del Sistem a Educat ivo (LOGSE) realiza de las enseñanzas de Formación Profesional al plan tear un novedoso modelo para esta etapa educativa basado en una mayor competitiv id ad (Minis terio de Educación, Cultura y Deporte, 1990). El objetivo no es otro que ad aptar las enseñanzas profesionales hacia un mundo laboral cada vez más especializado y c on m ayor exigencia de cualificación, di- mensión donde cobra una especial importancia las llamadas com petencias básicas pro- fesionales necesarias para una adecuada cap acitación e inserción la bo ral (Borja, 1997; Pineda, 1999). 17 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO Pero sin lugar a dudas, es a partir de la incl usión de las competencias básicas en el dise- ño curricular y en los procesos de enseñanza- aprendizaje, con la promulgación de la Ley Orgánica 2/2006 de Educación (Ministerio de Educación y Ciencia, 2006a), cu ando las “competencias” cobran carta de naturaleza y protagonism o en el ámbito educativo en nuestro país. Con esa decisión de carácter legislativo, refren dada años más tarde con la Ley Orgánica 8/2013, para la Mejora de la Ca lidad Educativa (Minis terio de Educación, Cultura y Deporte, 2013) el gobierno español asume y lleva a la pr áctica efectiva, tal como viene sucediendo en nuestro entorno eu ropeo, las conclusiones y directrices en materia educativa de distintos organism os internaciona les, como la OCDE y la Unión Europea, sobre la inclusión y el desarrollo de competencias básicas com o vehículo prin- cipal para la adecuación y mejora de los procesos educativos (Gim eno, 2008; Marco, 2008; Tiana, 2011). Analicemos brevem ente las principales razones para la em ergencia de este nuevo enfoque de aprendizaje. 2.1.1.1. El origen del enfoque por competencias Los sistemas educativos vienen considerándo se com o importantes medios para el pro- greso social y económico de un país, por lo que requieren adaptars e a las exigencias y necesidades de la sociedad donde se inca rdinan (Aguerrondo, 2009). L a sociedad del siglo XXI, basada en el conocimiento y el acceso a la inform ación y la comunicación, demanda personas capaces de actuar de mane ra autónom a, de activar el conocimiento adquirido para solucionar problemas de m anera reflexiva y planifi cada en las situacio- nes complejas y cam biantes donde surgen, capaces de u tilizar distinto tipo de herra- mientas e interaccionar con grupos heterogéneos , mostrar habilidades sociales, etc., en definitiva, actuar eficazm ente dentro de un contexto (Perrenoud, 2012; Valle y Manso, 2013). Sin embargo, a m enudo los jóvenes que asiste n a los centros educativos reciben una formación fuertemente descontex tualizada y alej ada de sus necesidades reales de apren- dizaje, siendo frecuente que estos m ismos jóvenes tengan dificultad para aplicar sus conocimientos escolares en situaciones de la vida diaria (Sanm artí, Burgoa y Nuño, 2011). La escuela no puede ser ajena a esta situación; e s por ello que las dem andas de la com- pleja sociedad actual requieren de respuestas educativas nue vas y flexibles para atender de forma eficaz las necesidades de los ciudad anos, aspectos prim ordiales sobre los que pivota el enfoque basado en competencias co m o alternativa regene radora para la ense- ñanza y el aprendizaje (Bla nco, España, González y Franco , 2015; Pérez Gómez, 2007). La necesidad de superar una enseñanza que ha primado la transm isión y el aprendizaje de los saberes declarativos y procedimentale s que se han ido incorporando al desarrollo de las distintas discip linas, y que ha priorizado la adqui sición m emorística de hechos y conceptos como formas básicas d e aprendizaje, se ha mostrado un terreno propicio para que comience a em erger un nuevo paradigma edu cativo basado en el desarrollo de com- 18 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO petencias clave. Se trata de superar el pl anteam iento tradicional y académ ico m enciona- do hacia un nuevo enfoque sobre cómo desarro llar procesos de aprendizaje m ás efica- ces, más centrado en el alum no y más acorde con una perspectiva de formación integral y para toda la vida, en respuesta a las necesidades de la sociedad actua l (Zabala y Ar- nau, 2007). En este nuevo marco de referencia cobra una es pecial atenció n la respuesta a la cuestión ¿enseñar para qué? Frente a modelos formati vos que se han mostrado insuficientes para atender las demandas que depara un a sociedad como la actua l, en el ámbito de la educa- ción, la Comisión de la Unión Europea apunta la necesidad de «formar personas com- petentes para la vida personal, so cial, académica y profesional» (Comisión Europea, 2004b). En esta mism a línea apunta el inform e realizado por la red educativa europea Eurydice, que apuesta por la necesidad de desarrollar los currícu los en base al desarrollo de com - petencias: « En un mundo en el que el conocimiento fa ctual existente se crea, se distri- buye y se puede acceder a él de forma rápida, la necesidad de que las personas memo- ricen es cada vez menor. En su lugar, necesitan los instrumentos apropiados para se- leccionar, procesar y aplicar el conocimiento requerido con el fin de hacer frente a los modelos cambiantes de empleo, ocio y famili a. Esto explica la tend en cia creciente en la enseñanza por desarrollar competencias en vez de enseñar conocimiento de los hechos» (Eurydice, 2002; p. 12). Los enfoques educativos basados en el desa rrollo de competencias básicas se vienen generalizando en muchos sistem as educa tivos y currículos escolares (DeBoer, 2011), aunque no podemos olvidar que tanto el origen del concepto de com petencia como su pertinencia para la mejo ra de los pro cesos educativos so n cuestiones que no están exen- tas de polémica (Barriga, 2006; B olívar, Moya y Tiana, 2011; Cañal, 2011; Feito, 2008). Una de las dificultades que se vienen plan teando tiene que ver, precisam ente, con la propia caracterización y defini ción del concepto de compet encia que está generando cierto debate entre las d istin tas concepciones imperantes, al tratarse de un concepto que se muestra com plejo y poco preciso y para el que se han propuesto distintas in terpreta- ciones (Lévy-Leboyer, 2003; Pro, 2007, 2012b). Po r tanto, se muestra im prescindible establecer un marco de referencia en rel ación, no solo a su f undamentación, sino tam- bién a qué competencias básicas se revelan necesarias para que una persona adquiera los aprendizajes imprescindibles, en una educac ión básica y obligator ia, que respondan a los retos planteados en las sociedades actuales. A partir de un detallado análisis social y cu ltural, desde la d écada de los años noventa del pasado siglo, distintos organismos internacionales han prom ovido estudios y proyec- tos que han contribuido a la caracterización de estas competencias clave. Entre estos estudios revisten especial interés, por su car ácter de referente en la formulación de polí- ticas sobre este tem a a nivel europeo, los desar rollados, con carác ter complem entario, 19 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO por la OCDE y la Unión Europea que vamos a com entar brevem ente en el siguiente epígrafe. No obstante, y a pesar de la actual prolif eración de publicaciones sobre el tem a, debe- mos aclarar que la idea de una educación con la finalidad prin cipal de desarro llar en los alumnos un conjunto de com petencias básicas no es tan reciente, ni tan novedosa, y en cualquier caso, su origen es claramente an terior a los proyectos desarrollados por la OCDE y la Unión Europea. Como indica De la Orden (2011): «…estos proyectos no fueron el origen del actual movimiento en pro de la educación basada en competencias sino manifestaciones relevantes del mismo» (p. 48). 2.1.1.2. La propuesta de la OCDE: competencias clave genéricas Uno de los fundamentos m ás importantes de este nuevo enfoque hay que situarlo en los trabajos que lleva a cabo la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económi- co (OCDE), con el lanzamiento, a finales de 1997, del proyecto Definición y Selección de Competencias (DeSeCo) y que sienta las ba s es para la transferen cia desde el ámbito empresarial al educativo del modelo de apre ndizaje basado en el desarrollo de com pe- tencias. El objetivo de esta iniciativa es pr oporcionar un marco conceptual de referencia para lograr un cambio de rum bo de los sis temas educativos en aras de fomentar u na educación para toda la vida, a la vez que lograr aprendizajes más com petentes y efica- ces, en la convicción de que estos avances de ben redundar en una mejora de la com peti- tividad y un mayor desarrollo económ ico de estos países (Bolívar y Pereyra, 2006). Entre 1996 y 2006, este grupo de trabajo realiza un ex tenso estudio de la sociedad del conocimiento en doce países de la Organizac ión, para determinar cuáles son las com pe- tencias clave que deben adquiri rse en las etapas educativas obligatorias, a la vez que define y conceptualiza la com petencia a fin de establecer un marco para su evaluación. En el proyecto DeSeCo se de fine competencia como la «capacidad de responder a de- mandas complejas y realizar tareas di versas de forma adecuada. Supone una combina- ción de habilidad es prácticas, con ocimientos, motivación, valores éticos, ac titudes, emociones y otros componentes sociales y de comportamientos que se movilizan con- juntamente para conseguir una acción eficaz» (OCDE, 2002). O más recientem ente, la considera como «la habilidad de satisfacer con éxito a las demandas de un contexto o situación, movilizando los recursos psicológ icos necesarios (de carácter cognitivo y metacognitivo)» (OCDE, 2005). De esta manera, la com petencia toma el m atiz esencial de ser una respuesta a demandas, un concepto holístico y funcional que integra y p one en acción lo exte rno, lo personal y el contexto (Rychen y Tiana, 2004). Posee una serie de rasgos diferenciales: constituye un “saber hacer”, esto es, un saber que se ap lica; es su sceptible de adecuarse a una di- versidad de contextos y tiene un carácter integrador, abarcando conocimientos, proce- dimientos y actitudes. En palabras de Gim eno (2008): «La competencia es una cualidad 20 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO que no solo se tiene o se adquiere, sino que se muestra y se demuestra, que es operativa para responder a demandas que en un dete rminado momento pueden hacerse a quienes las poseen» (p. 37). Definida la competencia, y a partir d e una se rie de criterios “de utilidad e im portancia”, DeSeCo ha identificado un c onjunto pequeño de competenci as clave genéricas necesa- rias para lograr el bienesta r personal, social y económico, distribuidas en tres am plias categorías interdependientes, como se mu estran en la tabla 2.1, aunque sin relación explícita con áreas de conocimiento concretas. CATEGORÍAS DESARROLLO DE LAS CATEGORÍAS Actuar de manera autónoma Capacidad para de fender y afirmar sus derechos, sus intereses, sus responsabilidades, sus lí mites y sus necesidades. Capacidad de concebir y realizar proyectos de vida y proyec- tos personales. Capacidad de actuar en el conjunto de la situación (el gran contexto). Utilizar herramientas de manera interactiva Capacidad de uso del lenguaje, los símbolos y los textos de modo interactivo. Capacidad de utilizar el saber y la información de manera interactiva. Capacidad de uso de las TIC. Funcionar en grupos so- cialmente heterogéneos Capacidad de mantener buenas rela ciones con los demás. Capacidad de cooperación. Capacidad de gestionar y resolver conflictos. Tabla 2.1. Categorías de competencias clave en DeSeC o (tomado de Álvarez, Pérez y Suárez, 2008). Tal como se observa, se trata de un conjunt o de com petencias que se relaciona con la capacidad o habilidad de interven ción eficaz en los distinto s ámbitos de la vida de una persona, a la vez que debe in tegrar los saberes básico s que cualquier ciudadano va a necesitar para dar respuesta adecuada a los pro blemas a lo largo de su vida. Parece evi- dente que tal interv ención requiere d e situac iones y contextos determ inados de la vida real, en los que se m uestra necesario no solo la aplicación adapta da de conocimiento, sino movilizar, de m anera adecuada, un conjunto de habilid ades y actitudes (Zabala y Arnau, 2007; Bolívar, Moya y Tiana, 2011). DeSeCo (OCDE, 2002) impone tres condicione s para poder categor izar una competen- cia como clave (o b ásica): a) que contribuya a obtener resultados de alto valor personal o social; b) que puedan aplicarse a un amplio abanico de contextos y ám bitos relevantes; y c) que permitan a las personas que la adqui eren superar con éxito exigencias comple- jas. Estas competencias básicas genéricas s e caracterizan por su pot encialidad de trans- ferencia y s u multif uncionalidad tanto en las dist intas áreas d isciplinares como en situa- ciones de la vida diaria, así como por su durabilidad en el tiem po. Estas competencias genéricas no se aprenden de forma aislada, sino integrad as en los dis tintos escen arios de la vida (educativo, profesional ‐ laboral, comunitario y pers o nal) (Consejo Escolar del Estado, 2008). 21 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1.1.3. La propuesta de la Unión Europea: competencias clave genéricas y específicas La Educación se ha conv ertido en un ámbito de actuación clave de la política global de la Unión Europea. No es de extrañar que este organismo supranacional haya m antenido una importante agenda de actu aciones en materia de políti ca educativa para orientar y dotar de mayor coherencia entre sí a las distintas acciones conc retas de los estad os miembros, al objeto de procurar una coope ración más intensa y crear un espacio euro- peo único en m ateria de educación (Valle, 2004). Entre estas actuaciones, conducentes a conse guir una educación de más calidad, pode- mos destacar algunas como el programa de cua lificaciones profesionales, desarrollo de políticas para el aprendizaje perm anente, el proceso de Bolonia para la construcción del Espacio Europeo de Educación Superior o lo s distintos pr ogramas europeos para la Educación y la Form ación. Con la puesta en práctica de estos programas se ha avanzado hacia la d efinición de los futuros objetivos precisos para la convergencia de los sistemas educ ativos de los estados miembros, panoram a donde com ienza a hacer acto de presencia “el lenguaje de las competencias”, y desde el que se insta a adoptar un m arco de referencia común que promueva el desarrollo d e competencias clav e. En este sentido , la aproximación europea hacia la implantación de las com petencias cl ave ha obedecido a unos criterios diferentes a los del programa DeSeCo antes mencionado, si bien se han obt enido unos resultados coincidentes en muchos aspectos (Gim eno, 2008). En este orden de cosas, el Consejo de Eu ropa en su reunión celebrada en Lisboa, en marzo de 2000, prom ueve el programa de trabajo Educación y Formación 2010 en la pretensión de lograr unos mínimos com unes en los sistemas educativos de los países miembros, con el objetivo estratégico de c onstituirse en una potencia económica capaz de competir por el liderazgo econó mico m undial a través de una mayor competitividad de la economía, objetivo que m arcará las ac tuaciones de política educativa de la Unión Europea para la primera década del siglo XXI (Consejo Europeo, 2000). Com o principal estrategia global se apuesta por una transformaci ón de la econom ía ligada al conoci- miento, sustentada en personas am pliamente form adas, con una amplia visión general y capaces de entender problemas complejos, pr oceso en el cual la educación cob ra un notable protagonismo (Marco, 2008). Este importante desafío requiere av anzar haci a la m odernización de los sis temas educa- tivos de los distin tos estados mi embros, a través del desarrollo de una serie de líneas de actuación que posibiliten una educación y formación adecuadas para vivir y trab ajar en la sociedad del siglo XXI. En concreto, y dentro de los ob jetivos educativos básicos, que adopta el Consejo para l ograr antes de 2010, se apuesta porque los países miembros puedan asegurar a sus estudian tes, al finalizar el periodo de enseñanza obligatoria, los conocimientos y com petencias clave necesaria s para desenvolverse con responsab ilidad en una sociedad supranacional basada en el conocimiento (Consejo Europeo, 2000). 22 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO Tras un trabajo de conceptualización de las competencias clave y la definición y selec- ción de las mismas, y como parte de la puest a en práctica del prog ra ma antes citado , en noviembre de 2004 se publica el docu m ento de la Comisión Europea Competencias clave para un aprendizaje a lo largo de la vida. Un marco de referencia europeo (Co- misión Europea, 2004b) que se concreta ejecutivamente en la recom endación 2006/962/EC del Parlam ento Euro peo (Parlamento Europeo, 2006). En dicho documento se define la competencia com o: «una combinación de destrezas, conocimientos, aptitudes y actitud es, y a la inclusión de la disposición para aprender además del saber cómo» (p. 5). Por otro lado, y de form a explícita se re fiere a las com - petencias clave: «… representan un paquete multifun cional y transferible d e conoci- mientos, destrezas y actitudes que todos lo s individuos necesitan para su realización y desarrollo personal, inclusión y empleo. És tas deberían haber sido desarrolladas para el final de la enseñanza o formación obligat oria, y deberían actuar como la base para un posterior aprendizaje como parte de un aprendizaje a lo largo de la vida» (p. 13). En la conceptualización de com petencia ante s citada, el término “clave” alude a aq ue- llos desempeños necesarios, que se consideran determ inantes para la adquisición fu tura de otros más com plejos, a tr avés de un aprend izaje perman ente que permita abordar la realidad social basada en el conocimient o. Entendem os que las competencias se consi- deran clave o básicas si result an valiosas para la totalidad de la población independien- temente del sexo, la con dición social y cultural y el ento rno familiar. En el ámbito de la Unión Europea se esta blecen ocho dominios de com petencias clave, que se consideran necesarias para el aprendizaje perm anente a lo largo de toda la vida: 1. Comunicación en la len gua materna. 2. Comunicación en lenguas extranjeras. 3. Competencia m atemática y com petencias básicas en ciencia y tecnolog ía. 4. Competencia digital. 5. Aprender a aprender. 6. Competencias sociales y cívicas. 7. Sentido de la iniciativa y espíritu de empresa. 8. Conciencia y expr esión culturales. Entre estas competencias algunas exhiben un carácter m ás transversal y genérico (com- petencia de aprender a aprender, dig ital, social y cívica, lingüística, in iciativa personal), mientras que otras m uestran un carácter más específico al estar m ás relacionadas con áreas del currícu lo (competencia m atem ática y competencias básicas en ciencia y tecno- logía, competencia cultural). Debemos precisa r, que se clasifican estas com petencias como específicas en el s entido de que su ap rendizaje básico se re laciona con áreas con- 23 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1.1.7. Características, ventajas y dificultad es del enfoq ue educativo basado en el desarrollo de competencias La educación basada en com petencias supone preparar a las nuevas generaciones para el desempeño exitoso de papeles y f unciones, lo que sugiere una ci erta connotación de capacidad y aptitud para hacer algo (De la Orden, 2011). En línea con esta orientación educativa el documento m arco que elabora el Consejo Escolar del Estado (2008) sobre inclusión de las competencias clave en el s i stema educativo español recoge las p rincipa- les características de una educación basada en el desarro llo de com petencias, y que pa- samos a com entar brevemente. En primer lugar, una enseñanza dirigida a “saber actuar”. Consecuente con este enfoque el eje organizador del currículo no deben se r los “saberes conceptuales”, sino las co m- petencias básicas que se preci san para actuar en todas los ámbitos del desarrollo de una persona y en todas sus dimensiones individual, s ocial y en su relación co n la naturaleza. Así, la acción educativa debe orientarse a la ap licación del conocim iento en situacion es prácticas y en contextos concretos, de mane ra que el “saber” se convierte en un verda- dero instrum ento para la acción. De esta manera, el desarrollo de comp etencias básicas debe permitir a los es tudiantes integrar su s ap rendizajes, poniéndolos en relación con distintos tipos de contenidos, utilizar esos contenidos de manera efectiva cuando resul- ten necesarios y aplicarlos en dife rentes situacione s y contextos. En segundo lugar, repensar el sentid o de la educación obligatoria orien tándola hacia una educación perm anente para toda la vida. Se trata de que la educación obligatoria pueda preparar al alumno para inicia r “el largo recorrido de su vida” en las m ejores condicio- nes, y no solo para acceder a estud ios superi ores. Ahora bien, desarrollar las com peten- cias básicas y relevantes que se precisan para estar prepara do para la vida y para el aprendizaje permanente im plica importan tes ca mbios en la selec ción de los conten idos, así como en la m etodología de enseñanza centrada en el apre ndizaje del alum no. Un tercer aspecto afecta al rol del profesor que debe asum ir su papel de “coeducador”. La inclusión de com petencias com o referente para las áreas d isciplina res rompe la trad i- cional organización compartam entalizada del currículo por áreas. De esta m anera, la función del docente no se limita a “su” especi alidad, sino que con el resto del profesora- do es corresponsable para que los alumnos de sarrollen sus com petencias transversales (por ejemplo, tratam iento de la información) y aprendan aquellos c ontenidos, sobre todo actitudinales y procedimentales, com unes a las distintas áreas. En este p lanteam iento es indudable la necesidad de organización y coor dinación entre los profesores y la coordi- nación para la evaluación del alumnado. El papel de la escuela es otro factor de c onsideración. Si bien el logro de las comp eten- cias que se precisan para estar p reparado para la vida y para el apre ndiza je a lo largo de la vida es responsabilidad de la escuela, no lo es exclusivamente de ella, pues otros sec- tores sociale s también son correspo nsables (familia, traba jo, m edios de comunicación, ocio y tiempo libre, etc.). Esta conexión plan tea d os importantes cuestione s: la delim ita- ción de responsabilidades para determ inar las obligac iones de cada sector y la coordina- 30 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO ción entre dichos sectores, aunque de manera especial con la fam ilia. Este planteamiento requiere de un modelo de escuela abierto di spu esto a crear sinergias con los sectores implicados; se precis a, de la m isma m anera, la implicación de los padres en el aprendi- zaje y evaluación de aquellas competenci as de responsabilidad com partida. Finalmente, la in teracció n y el contexto com o importantes aspectos del aprendizaje. En un enfoque por competencias el alumno no pierde p rotagonismo, constituy éndose en componente principal del acto didáctico. Resp ecto a otras culturas pedagógicas el con- texto adquiere también una im portancia releva nte, ya que las competencias presuponen la capacidad de enfrentarse con garantías de éxito a tareas en un contexto determ inado. En otras palabras, los aprendi zajes escolares requieren de un contexto y situación de- terminados. En definitiva, el enfoque por competencias avanza hacia la superación de un enfoque tradicional fuertemente centrado en hechos y conceptos; facilita la identificación, selec- ción y organización de los cont enidos esenciales para la form ación de los estudiantes para toda la vida y el aprendizaje permanen te; perm ite la integración de contenidos de distinto tipo, y no solo conceptuales, con el tratamiento de diferentes contextos de la vida real; desarrolla ha bilidades de orden superior; orient a el trabajo en los centros ed u- cativos; promueve la cooperación y el trabaj o en equipo del profes orado, etc. (Es cami- lla, 2008). No obstante, y aunque el advenimiento de la competencia al cam po educativo es asumi- da como solución de muchos problem as de la educación actual, no falta alguna línea crítica sobre la falta d e operatividad, por su com plejidad y falta de precisión, del trabajo por competencias (Gim eno, 2008; Mulder ,  W eigel y Collings, 2008). Así, este enfoqu e no está plenamente consolidado, en gran parte, a la falta de consenso en torno al mismo concepto de competencia (Guzm án, 2012) y a cóm o debe afectar a los componentes convencionales del currículo, como objeti vos, contenidos, m etodología y evaluación: «A pesar de haber transcurrido ya varias décadas de trabajo con competencias, y de los esfuerzos institucion ales por extender el modelo a todos los ámbitos del sistema educativo, todavía sigue existiendo una importante disparidad de tendencias en su con- ceptualización y en su desarrollo curricular» (Rosales, 2010; p. 79). En esta línea, Mulder, Weigel y Collings (2008, citados por Rosales, 2010) recogen algunos aspectos en torno a los que aún se siguen dando discrepancias entre los profe- sionales de la educación: - Consideración de las competencias com o habilidades superf iciales y de carácter puntual frente a una consideración como capacidades básicas y transferibles a diversas situaciones. - Consideración de las competencias como habilidades descontextualizadas o por el contrario, que solo se manifiestan y tie nen sentido en situaciones en las que se han de resolver problem as o realiz ar tareas. 31 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO - Orientación de las competencias h acia el conocimiento o hacia la habilidad. En la conformación de las com petencias se primaría uno u otro com ponente, aun cuando en realidad ambos son necesarios. El conocim iento aporta comprensión de la situación y capacidad de ref lexión y la habilid ad aporta proyecció n real, práctica de la competencia. - Orientación de la competencia a la persona frente a orientación al sistem a. En el primer caso se la cons idera com o un instrumento de perfeccionam iento personal, mientras que en el segundo estaría m ás pres ente el servicio a la comunidad, y la economía en el caso de la formación profesional. - Carácter modificable o inalterable de la com petencia. En el prim er caso se con- sidera que evoluciona con la vida y las situaciones de la persona y que por lo tanto se continúa aprendiendo durante toda la vida. En el segundo caso se consi- dera como un aprendizaje puntual vincula do a una determinad a situación y edad. - Relación unívoca o diversa de las compet encias con los resultados del aprendi- zaje. En realidad no exis te relación d ire cta entre competencias y resultados en el aprendizaje. Puede ocur rir que una com peten cia dé lugar a dis tintos resultados o que para obtener determinado resultado s ea neces ario practicar varias competen- cias. En este mismo sentido, no existe correspondencia entre competencias y asignaturas convencionales, con lo que al desarrollo de una competencia pueden contribuir varias materias. Ello contrasta con la clásica organización disciplinar del conocimiento. Sin embargo, otros inconvenientes detectados son ajenos al propio enfoque, y están re- lacionados más con aspectos coyunturales o in stitucionales. Así, el enfrentamiento entre centrar el aprendizaje en la adquisición de contenidos o en competencias, la falta de preparación del profesorado o su inercia a trab ajar de form a individual son factores a considerar; de la misma m anera, la dinámi ca descendente impuesta por la Adm inistra- ción Educativa acarrea los problemas típicos de una innovación prom ovida institucio- nalmente: falta de inform ación, de motivación del profesorado, inadaptación a los con- textos de trabajo, escasez, de recursos, rigi dez organizativa, etc., y que pueden llevar a la desvirtuación del modelo com petencial (Marchena, 2008; M onereo y Pozo, 2008; Ríos y Gómez, 2013; Rosales, 2010). Presentados los aspectos má s característicos del nuevo enf oque educativo basado en el desarrollo d e competencias básicas, seguida mente focalizaremos nuestra atención en la caracterización de la competen cia científica para la p romoc ión de la alf abetización en ciencias de la ciudadanía. Debemos recordar (véase nota a pie de página 6) que en este trabajo de tesis utilizaremos , de manera indistinta, tant o la denom inación en singular (competencia científica) com o en plural (com pete ncias científicas) pa ra referirnos a es ta competencia clave. 32 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1.2. La competencia científica Las capacidades y destrezas básicas en cienci as se consideran fundamentales en la for- mación de las personas, no en vano es selecc ionada como una de las ocho com petencias clave esenciales para la ciudanía e imprescindi b les para el bienestar so cial, personal y económico (Com isión Europea, 2006). La inclus ión de la competenci a científica se jus- tifica por su carácter esencial en la p reparaci ón para la vida, pues faculta a las personas para entender el mundo que les rodea y poder intervenir con criterio sobre el mismo: «Un alto porcentaje de los problemas, sit uaciones y asuntos a los que deben hacer frente las personas en sus vidas cotidi anas requieren un cier to grado de conoci- miento científico antes de poder ser va lorados, comprendidos o abordados. Las per- sonas se enfrentan a cuestiones con un co mponente científico o tecnológico tanto a nivel personal como a nivel comunitario, nac ional e incluso global y, por tanto, se debe preparar a los y las estudiantes par a que aborden este tipo de cuestiones con autonomía y para que tomen decisiones en el ámbito personal y participen en la to- ma de decisiones que afectan a la comuni dad de forma conscien te y racional valo- rando siempre las consecuencias » (AAVV, 2009; p. 1). La competencia científica debe relacionars e con la capacidad de los ciu dadanos de res- ponder a demandas complejas y realizar tareas diversas de forma adecuada en aquellas situaciones en que la cienci a y la tecnología juegan un pa pel importante (Blanco, Espa- ña, González y Franco, 2015). En otros térmi nos, la com petencia científica se refiere a la aplicación del conocimiento científico en c ontextos de la vida as í como el desarrollo de actitudes que lleven a los estud iantes a comprom eterse con cuestiones cien tíficas (Marchán y Sanmartí, 2014). Desde una perspectiva competencial la en se ñanza de las ciencias d ebe procurar una formación científica que priorice aquellas capacidades que ayuden a los ciudadanos a integrarse mejor en un mundo cada vez m ás infl uido por la ciencia y la tecnología. Este enfoque conecta con la necesidad de una adec u ada y necesaria alfa betización científica para toda la población, y no solo para la com unidad científica, para lograr una visión de la ciencia com o componente im prescindible de la cultu ra social (Gil y Vilches, 2006a; Sanmartí, 2008). El desarrollo de competencias científicas com o propuesta para reor ientar la enseñanza de las ciencias no solo concita acuerdos entre especialis tas en Didáctica de las Ciencias Experimentales, en el s entido de lograr una educación científica de mayor calidad (COSCE, 2011), sino que viene siendo impulsa da por organism os internacionales de referencia en el ámbito de las competencias, com o es el caso de la propia OCDE a través de su mediático program a de evaluación PISA (OCDE, 2006a, 2009, 2012). 33 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1.2.1 Caracterización y estructu ra de la competen cia científica Como veremos seguidam ente existen distinto s planteam ientos sobre cómo abordar y caracterizar la competencia científica, desde su form ulación inicial en el ám bito interna- cional, por organismos com o la Unión Eur opea o la OCDE, hasta la concreción realiza- da por las Administraciones E ducativas de nuestro país, en el ámbito n acional y auto- nómico, en los currículos y en las evaluaciones diagnóstica s (Franco, Blanco y España, 2014). En este sentido, puede consultarse el análisis comp arativo que realiza Rebollo (2010) de las dimensiones básicas de la com p etencia científica de acuerdo a las distintas instituciones referidas. Estos diversos enfoques, aunque pueden cons iderarse convergentes, presentan diferen- cias en aspectos tales como la propia denom inación, su definición, finalidad y estructu- ra, como se pone de m ani fiesto en la tabla 2.5. ORGANIS MO DENOMINACIÓN ÁMBITO FINALIDAD (*) REC REF EVA UNIÓN EUROPEA (2006) Competencias básicas en ciencia y tecnología Europeo X –– –– PISA – O CDE (200 6) Comp etencia científica Mundial –– –– X MEC (LOE, 2006) Real Decreto de Enseñanza s Míni mas Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo fí sico Nacional –– X –– MECD (LOMCE, 2015) Orden EC D/6 5 Competencias básicas en ciencia y tecnología Nacional –– X –– CEJA (2008) Marco de la evaluaci ón de diagnósti co Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico y natural Autonóm ico –– –– X (*) Leyenda: REC: recomendación; REF: referente cu rricular; EVA: evaluación d e estudiantes. Tabla 2.5. Dis tintos enfoques de la c ompetenci a científica (ada ptado de E spaña y Blanc o, 2015). En los siguientes epígraf es presentaremo s los aspectos característicos de la com petencia científica de acuerdo a la defi nición adoptada por cada uno de los organism os que se indican en la tabla anterior. 2.1.2.1.1. Definición de competencia ci entífica en la Unión Europea La Comisión Europea (2004) en el docum ento de trabajo Competencias clave para un aprendizaje a lo largo de la vida. Un marco de referencia europeo , introduce por pri- mera vez en el ám bito europeo la expresión “co mpetencia en ciencia y tecnología” co- mo parte de una de las ocho competencias clav e definidas para el aprendizaje a lo largo de toda la vida (tabla 2.6). 34 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO MARCO PARA COMPETENC IAS CLAVE EN UNA SOCIEDAD DEL CONOCIM IENTO La competencia consiste en l os siguient es conoci mi entos, destrezas y actitudes dependie ndo del contex to: Dominio Definición de la competencia Conocimientos Destrezas Actitudes 3.2. Competencia en ciencia y te cnología La competencia científica es la h abi- lidad y disposición para usar la totalidad de los conocimien- tos y la metodología utilizada en el ca m- po de la ciencia para explicar el mundo natural. La competencia en tecnología es vista como la apl icación de estos conoci- mientos con el fin de modificar el entorno en respuesta a des e- os o necesidades humanas.  Conocimiento de principios bási- cos del mundo natural, de la tec- nología y de pro- ductos y procesos tecnológicos.  Comprensión de la relación entre la tecnología y otros campos: progreso científi- co, socied ad, cul- tura, o el medio ambiente.  Habilidad para manipular y usar herramie ntas y maquinaria tec- nológica, así co- mo datos cient í- ficos y perspica- cia para alcanzar una meta o llegar a una conclusión.  Habilidad para reconocer las ca- racterísti cas esenciales de la investigación científica .  Habilidad para comunicar con- clusiones y los razonamientos por los cual es se llegado a las mismas.  Curiosidad acer- ca de una apre- ciación crítica de la ciencia y la tecnología in clu- yendo tanto te- mas de seguridad como cuestion es éticas.  Actitud positiva y si n emba rgo crítica ha cia el uso de informa- ción factual y conciencia de la necesidad d e la existencia de un proceso lógico para poder sacar conclusiones.  Disposición para adquirir conoci- mientos científ i- cos e interés por la ciencia y por carreras científi- cas o tecnológi- cas. Tabla 2.6. Def inición de la comp etencia en c iencia y tecnología se g ún la Unión E uropea (tom ado de Comisión Europea, 2004) . La recomendación del P arlamento Europeo y del Consejo de 18 de diciem bre (número 2006/962/EC), m odifica, dos años después, esta denominación pasando a considerarse “competencias básicas en ciencia y tecn ología” (Parlam ento Europeo, 2006). En el anexo de este documento, publicado por la Comisión Europea bajo el título Competen- cias Clave para el Aprendizaje Permanent e. Un Marco de Referencia Europeo , nos encontramos con la siguiente definici ón de la competencia científica: « L a competencia en materia científica alude a la capacidad y la voluntad de utilizar el conjunto de los conocimientos y la metodología empleados para explicar la naturaleza, con el fin de plantear preguntas y extraer conclusiones basadas en pruebas» (Comisión Europea, 2007; p. 6). En este mismo anexo se encuentran los elem entos básicos que deben caracterizar la competencia científica, esto es, des cribe el conjunto de conocimientos, capacidades y actitudes esenciales que deben relacionarse con la misma (t abla 2.7). Como se observa, esta formulación presta especial atención al significado social del conocim iento científi- co, donde el énfasis no gira exclusivamente en torno al valor del conocim iento en sí mismo como hacia su utilización y aplicaci ón, hacia la integración del “saber” con el “saber hacer”. Este enfoque re viste una especial importancia pues es conocida la dificul- 35 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO tad que manifiestan los estudiantes en aplicar los conocim ientos y las destrezas de las ciencias a nuevos contextos o situac iones (Sanm artí, Burgoa y Nuño, 2011). CONOCI MIENTOS Dimensión A Por lo que respecta a la ciencia y la t ecnología, los conoci mientos esenciales comprenden el conocimiento de los principios básic os de l a naturaleza, de los concep tos, principios y méto dos científico s fundamentales y de lo s pro- ductos y procesos te cnol ógicos, así com o una com prensión de la i ncidenci a que tienen la ciencia y la tecnología en la naturaleza. Ulteriormente, estas competencias debe rán perm itir a cada persona comprender m ejor los ava n- ces, las limitaciones y los riesgos de las teorías científicas, las aplicaciones y la tecnología en las so ciedades en g eneral (en cuanto a la toma de d ecisiones, los valores, las cuestiones morales, la cultu ra, etc.). CAPACID ADES Dimensión B Las capacidades en este ámbito se refieren a la h abilidad para utilizar y ma- nipular he rrami entas y m áquinas tecn ológ ic as, así como datos científicos con el fin de alca nzar un ob jetivo o l legar a u na decisió n o concl usión basada en pruebas. Asim ism o, las personas deben ser capaces de rec onocer los ras gos esenciales de la i nvestigación científica y pode r com unicar las conclusi ones y el razonamiento que les condujo a ellas. ACTITUDE S Dimensión C Esta competencia precisa una actitud de juicio y curiosidad crítico s, un in- terés por las cuestiones éticas y el respeto por la seguridad y la sosten ibili- dad, en par ticular por lo que se refier e al progreso científico y tecnológico en relación c on uno m ism o, con l a fam ilia, con la comuni dad y con l os pr oble- mas globales. Tabla 2.7. Elem entos relacionados con la competencia en materia científica y de tec nología según la Unión E uropea (t omado de Com isión Eu ropea, 2 007). 2.1.2.1.2. Definición de competencia científi ca en el programa PISA de la OCDE Como hemos comentado en el anterior aparta do, el programa PISA de la OCDE realiza con carácter cíclico (c ada tres años) y desd e el año 2000, una evalua ción internacional estandarizada sobre alum nos de 15 años, centrada en torno a las comp etencias clave relacionadas con la lectura, matem áticas y científicas. Desde su arranque, PISA ha mostrado una cl ara evolución en la fundamentación teórica en torno a cómo desarrollar un esquem a para la evaluación en el área de ciencias, con unas primeras aproxim aciones, en 2000 y 2003, a la noción de alfabetización científica en la que el concepto de “competencias ci entíficas” adquiere un pa pel central. La defi- nición más com pleta aparece en 2006, año en que el programa PISA se centra de m ane- ra específica en el área de las ciencias: «La capacidad de emplear los conocimientos ci entíficos de un individuo y al uso de ese conocimiento para iden tificar problemas, adquirir nuevos conocimientos, expli- car fenómenos científicos y extraer conclusiones basadas en pruebas sobre cuestio- nes relacionadas con la cien cia. Asimismo, comporta la comprensión de los rasgos característicos de la ciencia, entendida como un método del conocimiento y la in- vestigación humanas, la percepción del modo en que la ciencia y la tecnología con- forman nuestro entorno material , intelectual y cultural, y la disposición a implica r- 36 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO se en asuntos relacionados c on la ciencia y con las ideas de la ciencia como un ciu- dadano reflexivo» (OCDE, 2006b; p. 23). El enfoque de evaluación en ciencias que propone PISA en 2006 se caracteriza por la interrelación de cuatro elem en tos: contextos, competencias, contenido s y actitudes, tal como se m uestran en la figura 2.1. Figura 2.1. Marco pa ra la eval uación de la alfabetización científ ica en PISA 2006 (OCDE, 2006a). Según este enfoque los procesos o destrezas ci entíficas básicas para la evaluación de la alfabetización cien tífica, se organizan en tres grupos de competencias científicas, de acuerdo con el tipo de capacidad predom inante que se dem anda (OCDE, 2006a): a) Identificar cuestiones científicas. b) Explicar fenómenos científicos. c) Utilizar prue bas científic as Este conjunto de competencias científicas pueden entenderse com o importantes herra- mientas que nos ayudan a plantearnos y tom ar decisiones s obre múltiples cues tiones relacionadas con la ciencia y la tecnología –cuestiones CTS– que forman parte de la vida de los estudiantes y de la sociedad de la que serán futuros ciud adanos (Fensham, 2009), y sobre las que existe un amplio grado de consenso en cuanto a su importancia para la formación de los estudiantes de la educación obligatoria (Cañas, Martín-Díaz y Nieda 2007, 2008). 37 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO El enfoque de PISA en ciencias 2006 se mues tra de especial relevancia para la investi- gación que se presenta en esta m emoria de tesis, por lo volvere m os al mismo algo más adelante, en el capítulo V, donde ampliaremos su descripción. El modelo de evaluación en ciencias se ha m antenido, sin apenas cambios, en las prue- bas llevadas a cabo por PISA en los años 2009 y 2012; sin em bargo, con vistas a la eva- luación de 2015, y dado que las ciencias volve rán a ser objeto de atención preferente, PISA ha procedido a revisar y refinar el m arco de evaluación con algunos cambios ter- minológicos que reflejan de m anera más exact a lo que dicha evaluación pretende (figura 2.2). En concreto, se ha avanzado en la descripc ión de la alfabetización científica que queda definida en términos de un conjunto de co m petencias que engloba lo que una persona educada científicamente conoce, co mprende y es capaz de aplicar: «La alfabetización científica es la capacidad que muestra un ciudadano reflexivo para participar en cues- tiones relacionadas con la ciencia y con las ideas de la ciencia. Una persona científi- camente alfabetizada está dispuesta a parti cipar en una conversación razonada acerca de la ciencia y la tecnología» (OCDE, 2013; p. 7). En este mismo docum ento se establece que para consegu irla es necesario el desarrollo de tres competencias científicas, que define n el nuevo marco para la evaluación en cien- cias de las pruebas PISA del año 2015 (OCDE, 2013): a) Explicar fenómenos científicam ente b) Evaluar y diseñar investigación científica (experim entos y pre guntas científicas). c) Interpre tar datos y prueb as científica mente Figura 2.2. Marco pa ra la eval uación de la alfabetización científ ica en PISA 2015 (OCDE, 2013). 38 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO Puede observarse cómo las com petencias relaci onadas con la expli cación científica y la utilización de pruebas, que maneja PISA en 2006, m antienen “su identidad” en este nuevo marco de evaluación. Sin embargo, la co mpetencia relacionada con la identifica- ción de cuestiones científicas pasa a formar parte, en PISA 2015, de una competencia más genérica bajo la denom inación de Evaluación y diseño de la investigación científi- ca . La capacidad de los estu diantes para demost rar cualquiera de estas com petencias cientí- ficas requiere del conocimiento. Debem os recordar que en 2006 el conocimiento cientí- fico quedó diferenciado en dos tipos: “conocimiento de la ciencia” y “conocim iento acerca de la ciencia”. En PISA 2015 se advier te una evolución en lo qu e respecta a la definición del “cono cimiento acerca de la ciencia”, pues queda ahora dividido en dos componentes que perm iten una mayor clarida d. De esta manera, PISA 2015 refiere tres tipos de conocimiento científico: a) conocim iento conceptual, sobre el contenido sustan- tivo de la ciencia (incluyendo si stemas físicos, sistemas biol ógicos, y ciencias de la tie- rra y del espacio); b) conocimiento procedim ental, sobre la diversidad de métodos y prácticas que se emplean para establecer el conocimiento científico, y c) conocim iento epistemológico, sobre la manera en que las idea s se justifican y garantizan en ciencia, y el significado que tienen términos co mo teoría, hipótesis y observación. Finalmente, PISA 2015 sitúa estas competencias dentro de una serie de tem as y contex- tos, en buena parte coincidentes con la pr opuesta de 2006: salud y enfermedad, recursos naturales, medio am biente, riesgos naturales y fronteras entre la ciencia y la tecnolo gía. Por otro lado, estos contextos ab arcan situacion es re levantes e intere santes para la vida y que pueden afectar a los estudiantes en el ám bito de lo personal, local/nacional y glo- bal. Esto último conlleva un ligero cam bio respecto a la terminología utilizada en la evaluación de 2006 pues los contextos se refe rían a lo personal , social y global. El enfoque que aporta PISA en ciencias c ontribuye de forma importante a entender los distintos aspectos d e la competencia cientí fica y cóm o evaluar la alfabetización científi- ca de forma válida y fiable (Bybee, 1997; B ybee, McCrae, y Laurie, 2009; Fensham, 2007). En este sentido, se ha a puntado la importancia de este enfoque para la mejora del aprendizaje y la enseñanza en general (Hernánd ez, 2006) y de las cien cias en particular, así como para la exten sión de una educación de calidad, con orien taciones que se apo- yan en los resultados convergentes de la inves tigación educativa de las últimas déca das (Gil y Vilches, 2006; Vilches y Gil, 2010). No obstante, para otros autores este programa no está exento de críticas (Sanm artí y Sardá, 2007). Para Yus et al . (2013) PISA en ciencias m a neja una concepción de com- petencia atomizada, que no evalúa tanto el grado de com petencia de los estudiantes co- mo el grado de adquisición de las distintas capacidades implicadas, no de m anera inte- grada sino consideradas de m anera aislada. 39 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO España y Blanco (2015) han comparado los pl anteamientos descrito s acerca de cómo entender la competencia cien tífica identificando algunos aspectos comunes a los distin- tos enfoques y que pueden considerarse como rasgos distintivos de esta competencia: a) Capacidad para aplicar el conocimiento ci entífico a problemas y situaciones de la vida de la persona. b) Comprensión de los rasgos carac terísticos d e la ciencia. c) Comprensión de la influencia de la cienci a y la tecnología en diferentes contex- tos de nuestras vidas. d) Disposición a implicarse, de forma indivi dua l y colectiva, en asuntos relaciona- dos con la ciencia y la tecnología, y a tomar decisiones con iniciativa y auto- nomía personal. 2.1.2.2. ¿Qué modelo de competencia científica utiliz ar? El concepto de com petencia cien tífica parece generar im porta ntes expectativas en ord en a superar algunos “viejos problemas” que vien en asociándose con la enseñanza de las ciencias (utilidad de los aprendizajes, currí culos sobrecargados, una enseñanza descon- textualizada, etc.). Cada uno de los enfoques presentados en los epígrafes anteriores propone y desarrolla un modelo de competenci a científica, pero ninguno de ellos llega a concretarlo para las etapas y niveles de la educac ión oblig atoria en lo s que se debe apli- car. Entonces, ¿a qué enfoque atender: al modelo institu cional que establecen las distin tas Administraciones Educativas, al que propone PI SA o al de las evaluaciones diagnósti- cas? Los currícu los oficiale s y las recom end aciones de los organism os internacionales solo proporcionan fundamentos y recom endaci ones, pero no orientaciones, desarrollos concretos o ejemplos para las prácticas educ ativas, mientras que las pruebas de evalua- ción diagnóstica marcan niveles de desem peño a determinadas edades, pero no cóm o se pueden alcanzar o mejorar dichos niveles. De entrada, parece lógico que el profesora do ad opte como modelo de referencia el que se establece en los currículos, pues son esto s los documentos que deben servir de refe- rente para el desarrollo de los procesos de enseñanza-aprendizaje y también para el di- seño y selección de los materiales didáctic os, y en particular, los libros d e texto. Sin embargo, este planteam ient o conlleva el problema que supone el concepto de com - petencia científ ica que se m aneja en el diseño curricu lar oficial 1 : la am plitud de su defi- nición (véase página 39) y la forma tan genera l en la que se describe hace dif ícil identi-    1 Como se ha i ndica do en el año 2013 se p rom ulga la LO MCE, ley educativa que int roduce im porta ntes modificaciones en los currícul os escolares. A la fecha de redacción de este traba jo la comunidad a ndaluza aún no había desarrollado los nuevos c urrículos pa ra la Educaci ón Secunda ria Obligatoria, razón por la que m antendre mos lo cur rícul os LOE com o referent es para l a invest igación . 46 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO ficar sus componentes y los aspectos important es que forman parte de ella. En este sen- tido, una de las deficiencias que más se achac an al m odelo de competencia científica que se presenta en los currículos es la au sencia de una secuenciación (Z abala y Arnau, 2007; Pro y Rodríguez, 2010). Por estos motivos , su utilización com o referente para la práctica se muestra compleja (Pro, 2007). Por otro lado, dada la participación de Espa ña en el programa de evaluación PISA, pa- recería igualmente lógico, prom over el mode lo de competencia científica que este pro- grama plantea. Aunque PISA en ciencias m a neja un modelo de evaluación externa y no curricular, muestra una formulación bastante precisa y funcional y, por ello, puede ser más fácil de utilizar para un profesorado que se está iniciand o en el uso de las compe- tencias como referente para la práctica educ ativa y para la evaluación (Rodríguez Mora y Blanco, en prensa). Para Gil y Vílches (2006b) PISA constituye un instrum ento potencialmente valio so para la mejora del aprendizaje de la enseñanza y los currículos de cien cias, que hasta aho ra ha sido desaprovechada en nuestro país, dando lugar incluso, a in terpretaciones distor- sionadas, perjudiciales p ara la extensión de una educación de calidad. Entre otros aspe c- tos, estos autores subrayan la necesidad de superar el escaso conocimiento por parte del profesorado de las orientaciones y fundament ación de este proyecto. La falta de adecua- ción entre el concepto de competencia que PISA plantea y el tipo de enseñanza que habitualmente se lleva a cabo en los centros de secundaria en nuestro país, ha sido ana- lizada por algunos autores como Hernández (2006), quien propone una exploración de la idea de aprendizaje p resente en el program a PISA para repensar la tarea que se llev a a cabo en los centros. Estos planteamientos son asum idos en el trab ajo de investigación que aquí presentamos, al tomar el enfoque de PISA en ciencias 2006 como referente para el desarrollo de com- petencias científicas. Por tal motivo, se volverá a considerar este enfoque más adelante, en el epígrafe 5.1.1, al presentar los fundam e ntos del diseño de nuestra propuesta didác- tica en torno al agua de bebida embotellada, com o ya se indicó en un epígrafe anterior. 2.1.2.3. El desarrollo curricular de la competencia científica Un campo de investigación de es pecial interés en la enseñanza de las ciencias se orien ta en torno a posibles estrategias para favorece r el desarrollo de com petencias científicas por parte de los estudiantes. En la Didácti ca de las Ciencias Experimentales se viene teorizando acerca de cuáles podrían constituir los aspectos claves para dinamizar esta labor, a partir de la consideración de un am plio rango de factores, desde cómo entender la propia competencia científica, las m odi ficaciones a contem plar en los currículos y modelos didácticos, el conteni do y orientación de los materi ales educativos, la dedica- ción lectiva a la enseñanza de las ciencias, la organización de los centros, la selección y formación del profesorado, los procesos eval uativos, etc. (Franco, Blanco y España, 2014). Seguidamente analizarem os algunos aspectos de interés. 47 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO Es indudable que orientar los currículos, tradicionalm ente centr ados en la adquisición de conocimientos académ icos, hacia el desarrollo de comp etencias básicas implica cambios de hondo calado en las prácticas educativas. Uno de los asp ectos que se muestra espe- cialmente relevante es el desarrollo curricula r de las com petencias básicas, esto es, el proceso que se debe seguir para pasar de los principios generales e xpresados en la defi- nición de las com petencias básicas a su concre ción en el trabajo diario de las aulas (Za- bala, 2009a). Tal como se ha indicado en la página 46 (véase nota a pie de página), en lo que sigue nos referiremos a cómo se ha desa rrollado este proceso a p artir de la Ley Orgánica de Educación (LOE). En nuestro país la orientación d el currículo ha cia el d esarrollo de com petencias se hace efectiva con la prom ulgación de la LOE en 2006 en clara adaptación a las recomenda- ciones internacionales en esta materia. En el anexo I del Real Decreto 1631/2006 de Enseñanza Mínimas para la Educación Secund aria Obligatoria, se es tablece el sen tido de esta incorporación por cuanto la form ación no puede concebirse como la acumula- ción de conocim ientos de los diferentes ám bitos disciplin ares, sino que debe perm itir poner el acento en aquellos aprendizajes que se consideran imprescindibles para un de- sarrollo integrador y orientado a la utilización de los sabe res adquiridos en situaciones nuevas y cotidianas (Álvar ez, Pérez y Suárez, 2008). Ahora bien, distintos análisis concluyen que la incorporación de las competencias al currículo español se ha realizado con cierta premura y quizá no de la m anera más ade- cuada (Bolívar, 2008; Pedrinaci, 2012), en un proceso que no ha es tado exento de con- tradicciones, de manera que la p resencia de las com petencias en la propu esta curricular de la LOE, lejos de resultar integradora, parece no estar en consona ncia con las propias finalidades para su incorporación que se decl aran en el anexo I del Real Decreto antes citado (Guarro, 2008). No obstante, Tiana (2011) fundamenta las decisiones del Ministerio de Educación y Ciencia en «la novedad del enfoque del currículo basado en competencias y en la con- veniencia de proceder en tales circunst ancias de manera prudente y mediante pasos progresivos. Siendo la primera vez que se establecían y desarrollaban en España unas competencias básicas para la educación ob ligatoria, el Minister io de Educación y Ciencia estimó conveniente de finirlas de manera global y dejar para fases posteriores la tarea de establecer gradaciones pa ra las diversas etapas educativas» (p. 68). Desde la perspectiva de una educación basa da en competencias, los currícu los deben orientarse para garantizar aquellos aprendi zajes funcionales desde un punto de vista personal, social y laboral. Tal como como afirm a Barnett (2001): «Cuando hacemos alguna afirmación acerca de las competenci as también estamos haciéndola acerca del currículum que deseamos» (citado por Gimeno, 2008; p. 35). En este orden de cosas, las ventajas de esta perspectiva competencial so lo pueden hacerse efectivas cuando se otor- ga a las competencias un papel curricu lar pr eferencial como estruc turador del currículo (Pedrinaci, 2012). 48 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO A pesar de esta consideración básica algunos autores ponen de manifiesto que, si bien en el anexo I citado se describen las ocho comp etencias básicas y se analiza la contrib u- ción de cada una de las áreas curriculares a la adquisición de aquellas, el proceso m ues- tra una cierta incoheren cia en tanto que la s co mpetencias básicas no actúan como eje vertebrador, sino que son consideradas un nuevo elemento del currículo que viene a sumarse a los ya exis tentes: objetivos de etap a, objetivos de área, bloques de contenido, criterios de evaluación y áreas curricular es (Pérez Góm ez, 2008; Sierra, Méndez y Ma- ñana, 2013). La solución adoptada por el Ministerio de Educación y Ciencia com porta la menor de las modificaciones posibles: añad ir un nuevo elemento sin sustitu ir los ya presentes, proceso donde parece quedar algo difum inado el cambio c onceptual y m etodológico que se pretende con la reforma competencial (Bolívar y Moya, 2007). De esta m anera, se produce una nueva incorporación, “algo forzada”, sin que exista una adecuada reestruc- turación o integración efectiva con el resto de los elementos curriculares, que por otro lado, mantienen una organización tradicional ba sada en objetivos, bl oques de contenido y criterios de evaluación (B olívar, 2008, 2010; Zabala, 2009b). De esta manera para Bolívar (2008) «el principal problema de las competencias básicas es cómo integrarlas con la estructur a discip linar de división por materias o áreas, par- ticularmente en secundaria. Si , al final, los contenidos están enteramente organizados disciplinalmente y son los objetivos de cada área los que marcan la evaluación y orien- tación en el desarrollo curricular en el aula, las competencias son un aditamento que no contribuye a alterar sust antivamente el currículum» (p. 18). Una primera dificultad la encon tramos en la propia caracterización de la competencia científica, denominada en el currículo que emana de la LOE com petencia en el conoci- miento y la interacc ión con el m undo físico, algo sesgada y simplista, que se une a una extensa definición no del todo acertada, como se puso de m anifiesto en el epígrafe 2.1.2.1.3. (Pedrinaci, 2012). Otro reto para el profesorado tiene su origen en la escasa coherencia curricular a la hora de incorporar las com petencias básicas. Com o reflejo de esta circuns tancia, la com pe- tencia científica –como el resto– se ha tr atado d e una manera academ icista, cuyo desa- rrollo se asimila a la co mpartamentalización d e las áreas disciplinares d e ciencia tradi- cionales, lo que ha impedido un nueva organi zación curricular hacia un aprendizaje más funcional (Guarro, 2008). De esta manera, los “sab eres de la competen cia” se han identifica do con los contenidos científicos propios de estas materias. Esta situación no ayuda al profesorado a resolver el problema de la sobresaturación de los curr ículos o a orientar la selección de los con- tenidos necesarios, es decir, a determinar qué deben aprender los estudiantes de la edu- cación obligatoria (Bolív ar, 2008). Pero dada la acumulación de conocim ientos incluidos en los bloques de contenido del currículo oficial, ¿cuáles son coherentes c on el desarrollo de com petencias? En este 49 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO sentido, Alba, Elola y Luffiego, (2008) propone n la selección del cu rrículo oficial de aquellos contenidos que contribuyan de mane ra m ás adecuada al desarrollo de las com- petencias básicas, planteando la posibilidad de que determ inados contenidos recogidos en los currículos no sean objeto de enseñan za. Por el contrario, Sanm artí (2008) propo- ne identifica r y centrarse en aquellos modelos signif icativos de las cien cias que posibili- ten su transferencia a la interpretaci ón de hechos y situaciones diversas. Otra consecuencia de esta falta de integrac ión se observa en que los elem entos curricu- lares citados “m antienen su peso” en la secu enciación y es tructura curricular, y en mu- chos casos desconectados de la perspectiva competencial que se asume. Es el cas o de los objetivos pues mantienen su posición de referente, en m uchas ocasiones, de manera independiente de las competencias, creando una duplicidad innecesaria. De la misma manera, esta desconexión resulta evidente en el caso de los criter ios de evaluación de las distintas materias científi cas de la etapa de E SO, que lejos de proporcionar indicado- res del grado de desempeño de la com petenci a científica, apenas hacen referencia a la misma (Pedrinaci, 2012). Si la competencia debe servir com o referente para organizar la enseñanza, los currículos oficiales (nacionales o autonómicos) no señalan la manera para lograr o desarrollar di- cha competencia. Para algunos autores esta circu nstancia es un reflejo de las m últiples formas en que puede abordars e el desarro llo de la com petencia por parte de lo s prof e- sionales implicados (Tiana, 2011); para otros, la falta de una definición operativa y la ausencia de referentes complica al profesorado la tarea de c oncretar en el aula la imple- mentación del trabajo por com petencias (Pedrinaci, 2012; Zabala y Arnau, 2007). En esta línea, una de las deficiencias que m ás se achacan al modelo de com petencia científica que se presenta en lo s currículos ofic iales es la ausencia d e una secuenciación, al no existir en los m ismos criterios explíc itos de secuencia (Pro y Rodríguez, 2010; Zabala y Arnau, 2007). De esta manera, corres ponde a los proyectos educativos de los centros integrar de m anera práctica las com p etencias con el resto de elem entos curricu- lares, tarea que debe abordars e desde la p remisa de que el desarro llo de com petencias básicas requiere un ap rendizaje contextualizado y vinculado a los contenidos útiles para dar respuesta a las situaciones prob lemáticas en las que se plantean (Álvarez, Pérez y Suárez, 2008; Escamilla, 2008; Zabala, 2009a). Finalmente, y en relación a los contenidos m í nimo s prescritos en el área de ciencias para la Educación Secundaria Oblig atoria, Ca ñas, Martín-Díaz y Nied a (2007) los han analizado y cotejado minuciosamente con las di m ensiones que se contemplan en el de- sarrollo de la competencia científica por parte del progr ama PISA, resultando que en términos generales, estas dim ensiones cientí ficas están recogidas en los objetivos, con- tenidos y criterios de evaluación establecidos por la LOE, aunque con cierto desequili- brio. Debe entenderse, por tanto, que se puede conseguir un buen nivel de desarrollo de la competencia científica a partir del tratam iento adecuado de dicho currículo. 50 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1.2.4. Enseñanza y aprendiz aje de la competencia científica La incorporación de las competencias a los pr ocesos educativos va m ucho más allá que una rediseño de los currículos, pues se conc ibe como una m anera distinta de entender las relaciones enseñanza-aprendizaje (Guarr o, 2008). Debemos asumir, que en general, el profesorado parte de una experiencia cen trada fundamentalmente en los contenidos declarativos (Hernández, 2006; Pro, 2007). Si n embargo, bajo este nuevo enfoque los contenidos del currículo no son una finalidad en sí m ismos sino una herramienta para el desarrollo de las com petencias bási cas. Se tr ata, por tanto, de inte grar ambos aspectos, competencias y contenid os, de tal forma que el profesorado los conciba no como ele- mentos antagónicos sino relaciona dos entre sí (P errenoud, 2008). En cualquier caso, integrar una enseñanza/ap rendizaje de conocim ientos con la adquisi- ción y desarrollo de competencias, que pone el acento en el im pulso de determinadas capacidades y en la transferencia de los c onocimientos aprendidos a otros contextos, requiere prestar atención a m últiples factores : m etodologías, recursos, tareas, etc. Este proceso de cambio no resulta se ncillo y requiere de la part icipación activa, y del com - promiso, de los distintos agentes de la com unidad educativa (Fullan, 2002; Monereo, 2010). En primer lugar, y como hem os señalado, nos encontram os con distintas interpretacio- nes acerca de cóm o desarrollar las competencias en el aula, pues no existe una form ula- ción precisa de las mismas en la normativa edu cativa. En igual form a la existencia de un currículo bicéfalo, con dos referen tes para la tom a de decisiones en el aula (objetiv os y competencias básicas), la ausencia de especi ficaciones para su desa rrollo y la falta de consenso respecto a lo que supone la impl ementación que conlleva este nuevo enfoque, no ayuda al profesorado a la hor a de afrontar el problema r eal de la enseñanza de com- petencias en las aulas, incluida la comp etencia científica (Pedrinaci, 2012; Zabala, 2009a). En este sentido, indica Zabala (2009b) que «por desgracia, el currículo normativo que ha adoptado la LOE no ayuda demasiado al profesorado, ya que deja en sus manos aquello que no ha sabido o no ha podido resolv er. Tenemos un currículo con dos refe- rentes para la toma de decisiones en el centro y en el aula: por un lado, los objetivos de la etapa; y por el otro, las ocho competenci as básicas. Competencias que no se especi- fican, al ofrecerse só lo unos títulos y unos textos acompañados de explicaciones má s o menos acertadas. Al problema real de cómo enseñar las competencias se añade en los centros en el de recomponer, por un lado, un currículo bicéfalo y, por otro, el de con- cretar y desarrollar cada una de las competencias básicas y, a su vez, distribuirlas a lo largo de las etapas» (p. 7). Aunque en las finalidades educativas de la LO E se señala la im portancia de la adquisi- ción de competencias por parte del alumna do, resulta bastante complicado organizar y desarrollar su enseñanza y, por tanto, existe el riesgo de que las recomendaciones de los currículos no vayan más allá de una decl aración de intencione s (Banet, 2010b). P ara Bolívar (2008) no basta em plear las com petenci as para diseñar o pl anificar el currícu- 51 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO lum, ya sea en el nivel oficia l, en el del centro o en el del aula; es, sobre todo, preciso entrar en cómo se lleva a cabo en el aula. A esta situación hay que añadir, que dado el carácter transversal de las co m petencias básicas, estas no quedan vinculadas de m anera unívoca a una m ateria determ inada, lo que re quiere del consenso y el trabajo organizado de los equipos docentes (Escam illa, 2008). Entendemos, com o agentes implicados, que de sde las Adm inistraciones Educativas han de procurarse directivas claras y p rocedim ientos de acom pañamie nto a centros y profe- sorado, pues la implementación y desarrollo de este enfoque de competencias requiere de la interacción constante entre las prácti cas educativas y la fundamentación teórica. Sin embargo, y a m odo de ejemplo, podem os comprobar cóm o el desarrollo normativo del currículo en la comunidad andaluza no ha ofrecido orientación alguna al profesorado sobre cómo integ rar o desarrollar las com pet encias básicas, en un proceso de inserción plagado de incoherencias (Bolívar, 2008). Compartim os con España y Blanco (2015) que es en la práctica educativa donde debe- mos situar el verdadero eje de acción, en el sentido de que sean los apoyos administrati- vos y la investigación e ducativa los que tr abaj en con y para ella, al objeto de crear una interacción dialóg ica y sostenible e ntre la conceptualizació n y la puesta en p ráctica de las competencias. De esta form a, con el tiem po, puede ir ganando en consistencia, co- herencia y sentido para su ve rdadera finalidad, que no es ot ra que mejorar los procesos de enseñanza y apre ndizaje (Manzano, 2009). Para Pérez Gómez (2008) el objetivo prioritario de una en señanza basada en com peten- cias no es la acum ulación de datos aislados e inform ación sino la construcción de m ode- los mentales, ideas y esquem as de pensamiento com o instrumentos operativos que per- mitan a los estudiantes buscar, se leccionar y utilizar el conoci m iento para interven ir en la realidad en los diferentes campos del sa ber y del hacer. Cuando nos planteamos una enseñanza hacia el desarrollo de competenci as debem os tener siempre presente la capa- cidad de transferir los aprendi zajes recibidos en el contexto escolar a otras situaciones cercanas a la realidad. Por eso, lo que se va a enseñar no puede entenderse com o un conjunto de contenidos organi zados según la lógica tradicio nal de las áreas disciplina- res, sino que la selecció n, presentación y or ganización de es tos contenidos se realiza rá según su potencialidad para dar respuesta a situaciones o necesid ades reales del alum- nado (Zabala y Arnau, 2007). Zabala y Arnau (2007), a partir del análisis de lo que supone “actuar competentem ente” han identificado las características esenciales que debe poseer una enseñanza orient ada al desarrollo de competencias, y que pueden agruparse en torno a lo s siguientes cuatro ámbitos: a) la sign ificatividad de los aprendi z ajes; b) la complejida d de la situación en la que deben utilizarse; c) el carácte r procedimental de las c ompetencias básicas; d) un concepto holístico de la competencia co mo una com binación integrada de distintos componentes. No existe actualmente un conocim iento sufici entemente elaborado acerca de cóm o se aprenden las competencias, aunque sí se dispone de datos suficien tes acerca de las con- 52 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO diciones generales para el apre ndizaje, y en particular, de los distintos componentes que configuran cualquier competencia. De acuer do con este conocim iento, pueden arbitrarse las condiciones que deben darse en todo proc eso de aprendizaje de competencias, y en los que los conceptos de funcionalidad y signi ficatividad son esencial es. De la exigencia del alto grad o de signific ativ idad que deben poseer los aprend izajes de las com petencias se deducen una serie de condiciones para la s actividades de enseñanza planteadas. Entre otras: atender a los con ocimientos previos de los alum nos; la selección de conten idos significativos y funcionales; su adecuación al nivel de desarrollo del alumno; que plan- teen retos abordables; q ue permitan crear zona de desarrollo próxim o; capaces de pro- vocar un conflicto cognitivo y promover la ac tivid ad mental; que sea n motivador as y fomenten una actitud fav orable, etc. La actuación com petente exige intervenir en situaciones reales, cuya es encia es la co m- plejidad. De esta manera, la com plejidad no es so lo una circunstan cia donde se desarro- llan los aprendizajes, sino que debe ser objeto específico d e enseñanza para dar respues- ta a problemas y situac iones com plejas de la vida diaria. Por eso, una actuación compe- tente exige un pensamiento complejo, que co mporta no solo conocer los instrumentos conceptuales y las técnicas disciplinares, sino sobre todo, ser capaz de reconocer cuáles de ellos son necesarios para ser eficientes en situaciones complejas y saber cómo apli- carlos de acuerdo a las caracterí sticas específicas de la s ituación. Se precisa, por tanto, una enseñanza para inte rpretar las situaciones c otidianas de la realidad y su com pleji- dad, que permita identificar los problem as o cu estiones y la posibilidad de enfrentarse o actuar eficazmente, para la identificación de la información relevante a fin de resolver las cuestiones planteadas, para seleccionar la actuación m ás apropiada y aplicarla y adaptarla a la singularidades de la situación planteada. Cualquier actuación competente implica un “s aber hacer” lo que exige del dom inio de una serie de habilidades, tanto previas a la aplic ación de la com petencia como inhere n- tes a ella. Para atender a este carácter pro cedim ental será necesario establecer una se- cuencia de actividades de enseñan za-aprendiz aje que atienda al m enos a los siguientes factores: las actividad es de enseñan za deben partir de situaciones significativas y rele- vantes que posibilite que el procedimiento aprendido pue da ser utilizad o cuando se re- quiera; debe contem plar actividades que in cluyan los m odelos de desarrollo del conte- nido del aprendizaje; que las ac tivid ades se desa rrollen c on un orden que siga un proce- so gradual; que contemple activ idades variada s; que posib ilite n el trabajo independiente, etc. Finalmente, una acción com petente requiere de la aplicación estratégica d el esquema de actuación seleccionado, lo que requiere haber aprendido de forma parcial e integrada los componentes que constituyen dicho esquem a de actuación. Se m uestra necesario que las actividades de enseñanza perm itan el aprendi zaje, por separado pero sin perder su senti- do integrado, de cada uno de los componentes que integra la comp etencia. Por eso, se deben ofrecer al estudiante actividades ad ecuadas que pongan de m anifiesto las carac- terísticas de cada uno de estos componentes exigidos, aunque com enzando por prestar atención al componente procedim ental antes de atender al ap rendizaje del resto (factual 53 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO y actitudinal). Reflexionan estos mismos autores que «la dificultad en la enseñanza de las competencias viene dada no solo por su complejidad inherente a las fases y compo- nentes de una actuación comp etente, sino especialmente po r la forma de enseñarlas, ya que implica actividades muy alej adas de la tradición escolar» (Zabala y Arnau, 2007; p. 130). En el enfoque por competencias el pro ceso de aprendizaje adquiere una posición cen- tral, y desde esta posición orienta las acciones y recursos edu cativos, pues el aprendizaje implica a toda la person a a través de sus c onocimientos, habilid ades, valores, actitudes, hábitos y emociones. En realidad nos estamo s refiriendo a los apre ndizajes relevantes como propósito de la perspectiva competencial. No es de extrañar que la enseñanza y el currículo se deban organizar pa ra facilitar y estimu lar el aprendizaje de las competen- cias (Pérez Gómez, 2008). Ahora bien, que «las competencias se pueden aprender no quiere decir que se logren aprendiendo algo específicament e ni como consecuencia de tener una experiencia delimitada. Su logro está en función de la condensación acumu- lada de aprender sobre determinados cont enidos, haciéndolo de forma conveniente» (Gimeno, 2008; p. 35). La respuesta al problema de la enseñanza de las competencias no estará en introd ucir nuevos temas en los currículos, sino en la metodología com ún que de ban utilizar todas las áreas para promover las com petencias deseadas (Zabala y Arnau, 2007). La plurali- dad y flexibilidad m etodológicas para atender a la diversidad de personas, situaciones y ámbitos de conocim iento, serían pues rasgos característicos de una enseñanza para el desarrollo de com petencias. Las competencias son aprendizajes y, como ta les, se construyen y des arrollan reso lvien- do las tareas adecuadas en situaciones apropiad as, pues es preciso trabajar la transfere n- cia y la m ovilización. De este m odo, si faltan los recu rsos a movilizar no hay com peten- cia; pero si los recu rsos están presentes y no son movilizados de modo útil y consciente, entonces, en la práctica, es como si no exis tiesen. Acorde con el enfoque de com peten- cias, aprender (know what) y hacer (know how) son acciones inseparab les, por lo que los alumnos y alum nas deben aprender en el contexto pertinente (Bolivar, 2008, 2010). En esta línea, España y Blanco (2015) realiz an u na síntesis de posibles estrategias reco- gidas en la literatura para la enseñanza y el ap rendizaje de co mpetencias: - Tener en cuenta las necesidades e interese s de los estudiantes y su ritm o de desa- rrollo y aprendizaje al planificar las activ idades. - Promover la autonom ía en el aprendizaj e (aprendizaje personalizado) facilitando que los estudiantes desarroll en consistentemente sus propias formas de ver las situaciones y problemas, asum iendo la re sponsabilidad de su aprendizaje, con la consiguiente toma de decisiones (Pérez Góm ez, 2008). - Tratar el conocimiento de forma que se evite el dogm atismo y las afirm aciones acríticas. 54 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO - Primero las vivencias y después las forma lizaciones. Para resaltar el valor opera- tivo de las actividades p ara entender los problemas y actuar sobre ellos serán ne- cesarias ejemplificaciones ilustrativas aplicadas a la vida d iaria. - Primacía de la actividad com o proceso ac tivo (del estudiante ) de indagación, de investigación y de intervención. - Plantear problemas que pongan a los estudi antes en situaciones de desaf ío, evi- tando lo obvio, y se vean en la necesidad de buscar el conocimiento adecuado y relevante para iden tificarlas, en tenderlas y afron tarlas. - Facilitar que los estud iantes puedan plan tear nuevas propuestas, problemas, in- form aciones y focos de inte rés. Desarrollar la capacidad de lee r críticam ente la información y de escribir de m anera argumentada. - La cooperación como estrategia, tanto para los com ponentes cognitivos como para los emotivos y actitudinales. Los pr oblemas reales pocas veces se resuelven por individuos aislados. También será cl ave poner aten ción al clima social y a las interacciones em ocionales. - Crear ambientes de aprendizaje que favor ezcan la com unicación y el contraste de ideas: exposicion es de trab ajos, debates, etc. - Utilizar como recursos d idácticos los m edios que los alumnos m anejan en la vi- da diaria para interaccionar con sus am igos: videojuegos, mensajes SMS, redes sociales, etc. El peso de la informaci ón no formal a través de las nuevas tecno- logías de la información y de la com unicación será cada vez m ayor (Elzo, 2009) Finalmente, para Sanm artí (2008) el desarrollo de la com petencia científica en el aula conlleva que el alumnado reconozca para qué le sirve lo que está aprendiendo. Por eso, y como verem os al abordar el segundo elem en to teórico (epígrafe 2.2), una estrategia metodológica para prom over el aprendizaje de competencias consiste en plantear situa- ciones de enseñanza relacionada s con situaciones relevantes del entorno del alumnado, esto es, contextualizar la ciencia que se enseña. No obstante, si el objetivo es promover el ap rendizaje de la competencia científica deb e adoptarse algunos criterios respecto a qué contextos se muestran adecuados, importante aspecto sobre el que volveremos algo m ás ad elante. Adelantamos, siguiendo a Sanm artí (2008), algunos de los aspectos que pueden gui ar esta selección: a) utilización de con- textos que se muestren relevantes socialm e nte; b) que permitan abstraer conocim ientos significativos desde la ciencia para su transf erencia a la interpretación de hechos y si- tuaciones diversas; y c) que se muestren útiles para la actuac ión, es decir, para la toma de decisiones de manera fundamentada. 55 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.2. ENSEÑANZ A DE LAS CIEN CIAS BASADA EN CONTEXTO: EL TRATAMIENTO DE PROBLEMAS DE LA VIDA DIARIA Existe una línea de investigación prioritaria en la Didáctica de las Ciencias Experim en- tales centrada en el estud io de las actitude s del alumnado hacia la ciencia y su enseñan- za, que pone de manifiesto cóm o el interés de los estudiantes por la s ciencias decrece de forma notable y regular a lo largo del periodo de escolarización, y en particular, en la educación secundaria, lo que podría constituir un índice relevante de la ineficacia d e la enseñanza de las ciencias para la adquisición de un aprendizaje significativo por parte de los estudiantes (Barmby, Kind y Jones, 2008; Osborne, Simons y Collins, 2003; Rio- seco y Romero, 1997). Distintas investigacione s en el ám bito educativo internaciona l muestran que las m aterias de ciencia, y en especial la física y la química, sigue n m anteniendo un importante nivel de “impopularidad”, lo que se une a la escasa relevancia, en genera l, que los estudiantes parecen encontrar en la educación científica, tanto para ellos m ismos como para el esce- nario social donde se encuentran (Hol brook, 2008; Osborne y Dillon, 2008; Hofstein, Eilks y Bybee, 2011). En esta línea, diferen tes inform es intern acionales tanto de la OCDE (OCDE, 2006c) como de la red europea Eurydice (Eurydice, 2012b), muestran cóm o el interés por los estudios de ciencias dismi nuye de modo significativo entre los jóvenes europeos, y en concordancia, la proporción de jóvenes que estu dian ciencia ha disminuido en la última década, incluso en número absoluto en áreas clave com o la física o las matemáticas. En principio este hecho se muestra paradójico, pues el bajo interés de los jóvenes hacia la ciencia se topa con el hecho de que más del 80 % de los europeos considera que la cien- cia se torna fundamental para mantener la pr osperidad de la sociedad futura (Com isión Europea, 2005). En España es un hecho generalizado el des censo del número de alumnos de la m odali- dad de ciencias en bachillerato, y más concre tamente, en las áreas de física y quím ica (ANQUE, 2005; Solbes, Montserrat y Furió, 20 07), así como los que eligen estudios vocacionales superiores relacionado s con las ciencias (Pérez, Caldeira y Otero, 2011). Los estudiantes españoles parecen tener una buena im agen general de la ciencia qu e contrasta abruptamente con una peo r percepción de la ciencia esco lar, y así estos estu- diantes no quieren estud iar para “ser cien tíf icos” o no perciben su futuro ligado a profe- siones relacionadas con la cien cia o la tecnología. Esta si tuación parece revelar cierta incapacidad de la ciencia escolar p ara prom ocionar una mejor imagen de la ciencia o para generar las vocaciones científicas neces arias en un mundo como el actual (Vázquez y Manassero, 2009). En la misma línea, Marbà–Tallada y Márqu ez (2010) han realizado un estudio transver- sal con estudiantes de 6 º curso de P rimaria a 4º curso de ESO sobr e cómo evoluciona la opinión de estos estudiantes en relación a las cl ases de ciencias. Los datos de estas au to- ras muestran que la actitud favorable hacia la ciencia d ecae a lo la rgo de la educación 62 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO obligatoria, con una ligera rec uperación en 3º ESO, y ponen de manifiesto que el “des- encanto” en 2º ESO y 4º ESO está relacionado con el contenido curricu lar de física y química, presente de m anera importante en estos cursos, pues cu ando los temas estudia- dos hacen referencia a la biologí a las actitudes so n más favorables. Otros estudios de esta m isma naturaleza en el ámbito nacional consta tan, de igual m ane- ra, una valoración negativa de las materias de ciencias en la etapa de la Educación Se- cundaria Obligatoria (ESO), sie ndo la Física y Qu ímica una de las peor valoradas, per- cibida como una m ateria excesivamente aburrida y dif ícil, alejada de la vi da cotidiana y sin futuro profesional (Solbes, Montserrat y Furió, 2007). La disminución del interés de los alumnos por la ciencia y su aprendizaje es, sin duda, uno de los grandes problem as de la educación científica, no solo en nuestro país sino a escala internacional (Sol bes, 2011). Al respecto, no son pocas las voces que en los últi- mos años vienen alertando de la preocupant e situación en que se encu entra la educación científica en Europa (García Carmona, Criado y Cañal, 2014), y el descenso en el in- terés de los estudiantes por la ciencia se mu estra trascendental tanto desde la perspectiva económica, com o personal y social (Pedrinaci, 2006). Muchos son los estudios que se han ocupado de este tema produciendo detallados análi- sis del mismo y de las causas que pueden explicarlo, así com o de posibles medidas para la mejora, situándose el inform e Rocard (Rocard et al. , 2007) en el ám bito de la Unión Europea como referente de este tipo de inic iativas, aunque sin olvidar, por ejem plo, el importante informe realizado por la Fund ación Nuffield (Osborne y Dillon, 2008). Según el informe de Rocard et a l . (2007) las razones por las que los jóvenes no desarro- llan interés por la ciencia se m uestran comp lejas: programas sobr ecargados, contenidos desfasados y demasiados abstractos, desvin culac ión con las situaciones cotid ianas, per- cepción de la educación cien tífica como irrele v ante, etc. Por otro lado, considera evi- dente que existe una conexión entre las actitude s hacia la ciencia y la manera en que se enseña la ciencia en primaria y secundaria, y urge a la introducción de cam bios sustan- ciales en la enseñanza de la s ciencias (Cervelló, 2009; Rocard et al ., 2007). Esta situa- ción ha quedado reflejada, igualmente, por el Eurobaróm etro 224 (Comisión Europea, 2005), según el cual solo el 15 % de los jóve nes europeos está sati sfecho con la calidad de las clases de ciencias mientras qu e aproximadam ente el 60 %, considera que dichas clases no son suficientem ente atractivas. Una de las hipótesis que explica esta situación es la distancia existente entre el currículo que se ofrece al alumno y el entorno en que éste se m ueve, hasta el punto de que el pro- pio alumno tiene serias dificultades para en contrar algún sentido a aquello que se le en- seña (Herreras y Sanmartí, 2012). Esta m i sma idea es apuntada por Marbà-Tallada y Márquez (2010) para quienes: «El análisis de los datos desde la perspectiva curricular parece indicar que deberíamos reflexionar acerca de la adecuación de los contenidos a los intereses y aptitudes del alumnado, o sobre cómo pueden ser introducidos en clase para conseguir que la mayoría los pueda re lacionar con su vida cotidiana, despertán- 63 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO dole el interés y la curiosidad necesaria para avanzar en la propia construcción del conocimiento científico» (p. 27). La necesidad de dar sentido a lo qu e se aprende para un m ejor aprendizaje del conoci- miento científico es una cuestión am pliamente aceptada en la investigac ión educativa en general (Pérez Gómez, 2008) y en la Didáctica de las Ciencias Experimentales en parti- cular. Ante esta situación se m uestra n ecesario un cambio en el enfoq ue pedagógico, alejando las clases de ciencia de los aspectos puramente formales y de un currículo que se muestra p oco relevante para las necesidades f uturas de los jóvenes estu diantes, hac ia una ciencia basada en la indagación (Rocard et al ., 2006). Entre las pos ibles estrategias que se han propuesto se encuentr an la de contextual izar la ciencia qu e se enseña (Ben- net, Lubben y Hogarth, 2007; Caamaño, 2005; Campbell y Lubben, 2000; Pilot y Bulte, 2006a) o la de construir la cien cia escolar a partir de necesid ades contextualizadas (Pro y Rodríguez, 2010), con objeto de mejorar el in terés de los estudian tes por su aprendiza- je y, por extensión, para el desarrollo de co mpetencias científicas (Cañas y Martín-Díaz, 2010). 2.2.1. ¿Por qué una enseña nz a basada en el contexto? La contextualización de la enseñanza a través de problemas de la vida diaria como apuesta didáctica no debe considerase una cuestión novedosa, pues desde hace varias décadas los enfoques Ciencia, Tecnología y So ciedad (CTS) y de alfabetización cientí- fica, utilizan los contextos y promueven una visión contextualizada de la ciencia (J en- kins, 2010; Marco, 2002; Membiela, 2002). No obs tante, este enfoque didáctico ha ad- quirido en la actua lidad una especial relevancia con la introd ucción de las competencias básicas en los currículos y, s obre todo, en el programa de evaluación PISA situando de nuevo en el centro de atención la necesidad de tener en cu enta los contextos en la ense- ñanza; y quizá, como algo m ás novedoso, en la evaluación (Fensham, 2009; Sanm artí, Burgoa y Nuño, 2011). En términos generales, podem os decir que una enseñanza de las cien cias basada en el contexto es la que se plantea relacio nar la ciencia con la vida cotidian a, actual y futura, de los estudiantes y hacer ver su interés para sus futuras vidas en los ámbitos personal, profesional y social (Caamaño, 2011). Existen distintas m aneras de inte rpretar el c ontex to (las aplicacione s de la ciencia y las interaccione s entre la ciencia y la s ociedad) y d e utiliz arlo com o herramienta didáctica de acuerdo a la función que se le otorgue en la enseñanza y el aprendizaje de las cien- cias, lo que da lugar a diferentes propuest as sobre cómo desarrollar una m etodología basada en contexto (Caamaño, 2005; De Jong, 2008; Gilbert, Bulte y Pilot, 2011). En un enfoque más tradicional lo s conceptos de la ciencia preceden al contexto. Se parte de los conceptos par a interpretar y explicar e l contexto, el cu al suel e utilizarse pa ra ilus- trar o aclarar estos concepto s previamente aprendidos, o como posible aplic ación de los 64 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO mismos. No obstante, en lo que sigue asum iremos un enfoque m ás acorde con la inves- tigación actual, donde el contexto constituye el punto de partida para abordar el co no- cimiento científico. A diferencia del enfoque m ás tradicional el cont exto no es un mero pretexto sino el elem ento principal que guía y motiva el aprendizaje. El análisis de las situaciones contextualizadas se con vierte en el eje vertebrador pa r a la introdu cción y “construcción del conocimiento” (Benne tt, Lubben y Hogarth, 2007; De Jong, 2008; Herreras y Sanmartí, 2012; Sanm artí, Burgoa y Nuño, 2011). En esta línea debem os destacar la propuest a de King (2012) acerca de lo que debe en- tenderse por una metodología centrada en la ut ilización de contextos como herram ienta de enseñanza y aprendizaje: «Una metodología basada en co ntextos (MB C) consiste en aplicar la ciencia a una situación del mundo real que se usa como estructura central para la enseñanza. Los conceptos científico s se enseñan a medida que son necesarios para entender mejor la situación planteada» (citado por Marchán, Márquez y Sanmartí, 2013; p. 64). La finalidad de este enfoque didáctico no es otra que la de mejorar el inter és, la actitud y la motivació n de los estudiantes por la edu cación científica. C omo acabamos de indicar el contexto no es únicamente un recurso m otiv acional para atraer la atención de los es- tudiantes o un ejemplo de interés para aclar ar los conceptos (Jones y Miller, 2001). La investigación educativa sugiere que la estrateg ia de utilizar contextos relevantes propor- ciona situaciones favorables para la constr ucción de un aprendizaje más significativo del conocimiento científico, adem ás de motiv ar y propiciar actitudes positiv as hacia la ciencia; en consecuencia, el contexto se convi erte en el vehículo para la mejora de los resultados de aprendizaje y la comprensió n de la ciencia (E ubanks, 2008; King y Rit- chie, 2012; Ültay y Çalik, 2012). Para Gilbert, Bulte y Pilot (2011) son varios los objetivos que se pretenden al promover un aprendizaje de las ciencias a partir del an álisis de un contexto, entre los que se en- cuentran, favorecer un aprendizaje más significa tivo; aum entar la percepción de rele- vancia e utilidad del apr endizaje de las ci encias; y capacitar al alumnado para la con s- trucción de “mapas m entales” coherentes que relacionen las ideas científicas que va aprendiendo, más allá de los conocim ientos puntuales para resolver el problema del contexto seleccionado. Esta forma de abordar el conocim iento contra sta con el enfoque de enseñanza tradicio- nal donde la incorporación de las ideas cientí ficas precede a su aplicación, y en muchas ocasiones, de manera separada y sin relaci ón aparente. La ciencia escolar suele presen- tarse como un conjunto lógico y estructurado de concep tos, hechos y teorías cuya im - portancia no es siempre percib ida por los estudiantes. A es te resp ecto, el trabajo des - arrollado por Roberts (1982) y revisado y actu alizado por Van Berkel (2005), acerca del contenido del currículo de quím ica que se of rece en las escuelas norteamericanas, m ues- tra cómo no acaba d e quedar claro para lo s escolares participantes los motivos para aprender ciencia: «W hy am I learning this ?» (p. 245). 65 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO La importancia que tiene contextualizar el conocim iento de la cien cia es hoy en día am - pliamente asum ida como una posible vía para superar la brecha entre la ciencia que se enseña en la escuela y la que se necesita para desenvolverse en la vida cotidiana. A dife- rencia de la enseñanza tradicional, con un exceso de contenido teórico y dem asiado cen- trada en sí misma, este enfoque didáctico “ab re la ciencia al m undo real”, y en particu- lar, a las experiencias del mundo cotidiano, de la vida diaria, facilitando la conexión entre teoría y práctica (Fernández y Jiménez Granados, 2014). En relación con lo indi- cado, Osborne, Collins, Ratcliffe, Millar y Du schl (2003) concluyen que la aten ción de los alumnos en las m aterias científicas aumenta de form a notable cuando se abo rdan temáticas que resultan de su interés. En un enfoque de enseñanza basada en contex to los problem as y situaciones de la vida cotidiana se utilizan no solo para generar un “aprendizaje situ ado” de la ciencia; sirven también par a mostrar a l estudiante el im por tante papel que desempeña la ciencia en la comprensión de los fenóm enos científicos y los problem as tecnológicos, así com o para crear una mayor conciencia de la presencia de la ciencia en su pr opia vida, a través, por ejemplo, del reconocim iento de sus aplicacione s en la vida diar ia (Gilbert, 2006). A través de la utilización de contextos adecuad os, y en particular lo s conectados con la vida diaria, el estudiante reconoce la impor tancia de la ciencia en un mundo como el actual, llegando a considerar la ciencia co m o un modo de conocer la realidad que nos rodea. De la misma forma la utilización de situaciones basadas en contexto permite a los estudiantes tener una mejor percepción de la relevancia del conocimiento científico y de sus implicac iones en distintos ám bitos (soc ial, económico, medioam biental), y por con- siguiente, actuar de platafor ma para un aprendizaje m ás av anzado de la ciencia (King y Ritchie, 2012). Los enfoques de enseñanza basada en contex to contribuyen de m anera importante al desarrollo de tres dimensiones clave: en la preparación de los estudiantes que quieren continuar sus estudios en ciencia e ingeni ería (dimensión vocacional); para una m ejor comprensión de los fenóm enos científicos y superar futuros retos en el ámbito de la ciencia (dimensión perso nal); finalmente, en la preparación de los estud iantes para que se conviertan en futuros ciudadanos adecuadamen te formados para la sociedad en la que viven (dimensión social) (Stuckey, Hofs tein, Mam lok-Naaman y Eilks, 2013). El trabajo en contexto genera en el estudi ante la necesidad de saber m ás ciencia –need- to-know principle–, para ente nder y explicar la situación del mundo real que lo motiva; la utilización de contextos y subcontextos hace al estudiante m ás consciente de sus co- nocimientos actuales y los que se precisan para abordar la situación planteada, haciendo intrínsecamente significativo el aprendizaje de la ciencia y facilitando la transferencia del conocimiento científico hacia el mundo cotidiano (Bulte, Westbroek, De Jong y Pi- lot, 2006; Marchán y Sanmartí, 2015). Es en la conexión entre conocimiento, activid ad y contexto donde se encuentra la fun- damentación teórica del enfoque de la enseñanz a basada en contexto : el conocim iento es parte y producto de la actividad y del contex t o e n e l q ue e l a l um no se desarrolla (apren- 66 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO dizaje situado): los cono cim ientos se construyen usándolos en contextos reales y en si- tuaciones concretas de la vida diaria. Desde esta perspectiva, se logra un aprendizaje de mayor calidad y una m ayor y más activa partic ipación en las clases de ciencia cuan do los estudiantes desarrollan tare as de aprendizaje que tienen sentido para ellos en un de- terminado contexto, a la vez que realizan su s propios juicio s e inte rpretación de lo que va ocurriendo (Escaño y Gil de la Se rna, 2001; Marchán y Sanm artí, 2013). Chamizo e Izquierdo (2005) han planteado, so bre esta cuestión, una reflexión desde la filosofía de la ciencia y, así, cons ideran que los conceptos científ icos surgen de situ a- ciones problemáticas y, por lo tanto, requieren d e una situación real en la que se aplican y en la que toman sentido. Por tanto, la ciencia siem pre se desarro lla en c ontexto, por la imposibilidad de disociar la explicación del entorno. Desde esta im posibilidad filosófica nace la imposibilidad d idáctica de se p arar lo teórico de lo práctico. Considerar lo contrario solo tiene sentido de sde una postura filosófica en la que la cien - cia se considere separada de la so ciedad en la que se cons truye y en la que se m anifiesta culturalmente, postura que puede considerarse predom inante en los libros de texto. Sin embargo, esta visión fom enta una enseñanza me m orística, donde la ci encia se presenta como acumulación de conocim iento, universal y ahistórico, que se formula de m anera abstracta y con escasa relación a sus aplicaciones. De hecho, la necesidad de superar la imagen distorsionada q ue a menudo se ofr ece de la ciencia com o algo dogm ático y ce- rrado, sin compromiso con la sociedad, se encuen tra, de manera im portante, en el origen de las propuestas para una enseñanza de la ciencia basada en el contexto. 2.2.1.1. La noción de contexto y sus características. Modelos de contexto Como otros tantos térm inos utilizados en e ducación, y en particular en el cam po de la enseñanza de las ciencias, el concepto de “contexto” no puede englobarse en una única definición válida, dado su carácter polisémico, su s diferentes usos e interpretaciones y la dificultad de consensuar una definición que sea útil en los distintos ámbitos de la inves- tigación educativ a. Lejos de in tentar conse guir una definición técn ica y precisa de con- texto, quizá debamos asum ir que tal definici ón pueda no ser posible (Durunti y Godwin, 1992). En el lenguaje no especializa do este término suel e utilizarse frecuente mente en el senti- do de las circunstancias que rodean a un even to, el entorno o escenario de una determi- nada situación a partir de las cuales se pue de interpretar o entender un hecho. Al respec- to, el diccionario de la Real Academia de la Lengua Española (2014) le otorga, entre otros, los siguientes significados: 1. m. Entorno lingüístico del cual depende el sentido y el valor de una palabra, fra- se o fragmento considerados. 2. m. Entorno físico o de situ ación, ya sea político, histór ico, cultural o de cual- quier otra índole, en el cual se considera un hecho. 67 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO Etimológicam ente la palabra contexto provi ene del verbo latino “contexere” que signifi- ca “enlazar, entretejer”, significado que apunt a a la interacción que se establece entre acontecimiento y “aquello que lo ro dea”. En la enseñanza de las ciencias, esta interac- ción es interpretada por Finkelstein (2005) como la que tiene lugar en tre el contexto y el aprendizaje del estudiante. En consecuencia, para este auto r no es adecuado separar el aprendizaje de las situaciones de la vida diaria y del entorn o en las cuales dicho apren- dizaje tiene lugar. El contexto no es si mplemente el escenario donde se produce el aprendizaje, es un elemento clave de dicho proceso, sobre el que ejerce una notable in- fluencia. Así, el contexto estaría m oldeado a tr avés de las actividades de los es tudiantes, a la vez que dichos estudiantes estarían infl uenciados por el contexto en el que ocurren los eventos educativos. En relación con el aprendizaj e de la física Finkelstein (2005 ) identificó en los contextos tres niveles concéntricos necesarios para que pueda darse un aprendizaje eficaz. El p ri- mer nivel estaría relacionado con la forma en que se presenta la tarea o problem a; el segundo hace referencia a la situación en que se desarrolla la actividad; finalmente, el tercer nivel hace referencia al contex to gene ral donde se crean las circunstancias especí- ficas de la situación particular analizada. Lo s tres niveles no intervienen de m anera se- parada sino que interactúan y se influyen mu tuam ente durante la resolución del prob le- ma presentado. A diferencia de la físic a y otras ram as científicas, en la química no resu lta tan sencillo la construcción de significados relacionados con los fenómen os del m undo real (Taber, 2001). No es de extrañar que la enseñanza de la química en contexto haya sido objeto de atención por parte de un buen número de renom brados especialista s (Bennett y Lubben, 2006; Gilbert, 2006; Parchmann et al ., 2006; Pilot y Bulte, 2006b; Schwartz, 2006, etc.), llegando incluso a aparecer, en 2006, un número monográfico sobre este tema en la prestigios a revista International Journal of Science Education (volumen 28, número 9, coordinado por Pilot y Bulte). En relación al concepto de c ontexto y su importancia en la enseñanza y el aprendizaje eficaz de la química, ha cobra do esp ecial relevancia el trab ajo de Gilbert (2006 ), quien sostiene que el contexto debe entenderse como un episodio o suceso focalizado en un entorno cultural. De esta manera, el contexto engloba el conjunto de factores y de cir- cunstancias que le dan coherencia, y una pe rspectiva más amplia, a la nuevas situa cio- nes y actividades presentadas a los es tudiantes; a través del co ntexto los alum nos “viven y aprenden” los procesos de la cien cia y el proceso de aprendizaje adquiere un nuevo y más amplio sentido. Gilbert, Bulte y Pilot (2011) propusieron para los contexto s cuatro atributos básicos, que pueden utilizarse como cr iterios para su se lección, pues solo así se obtiene un signi- ficado estructurado y coherente para los estudi antes: a) un marco social, espacial y tem- poral (escenario) donde situar el suceso; b) la s acciones (tareas) a de sarrollar en relación al suceso; c) la utilización de un nuevo lengua je específico, pero cercano al estudiante; y 68 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO d) el conocimiento científico, re lacionando el previo con el qu e se desarrolla en la situa- ción planteada (conocimient o extrasituacional). Gilbert (2006) identifica cuatro m odelos para el desarrollo de los currículos basados en contexto, de acuerdo a la función que desempeñ a el contexto en el proceso de enseñanza y aprendizaje. Son los siguientes –que si bien se describieron en propuestas de química entendemos que son válidos para las ciencias en general–: contexto com o aplicación directa de los conceptos; co mo correspondencia cíclica entre conceptos y aplicaciones; proporcionado por la actividad mental y el contexto com o circunstancias sociales En el primer tipo, el m ás simple, el contexto consta de una serie de situaciones, que a modo de ejemplos, sirven para ilustrar o aplicar directamente los conceptos previamente enseñados (de manera abstracta), con la fina lidad de que los estudiantes los com prendan mejor. En el segundo modelo el contexto se utiliza como vehículo para relacionar los conceptos con sus aplicaciones, pero de fo rma que estas aplicaciones no son simples ejemplos, pues influyen o m atizan el significado de los conceptos utilizados. En el ter- cer modelo los conceptos físicos se vinculan a modelos mentales que se utilizan para interpretar las situa ciones planteada s, si bien la existencia de m odelos previos puede interferir en este proces o. Finalmente, el últim o modelo, entendido como el m ás ade- cuado para el desarrollo de enfoques contex tualizados, reconoce el contexto com o una entidad cultural inmersa en la sociedad, de forma que el aprendizaje ocurre dentro del proceso de interacción entre los alumnos y el profesor, a través de temas que se conside- ran importantes para la vida com unitaria en sociedad. De Jong (2008) se refiere a los contextos como las situaciones que pueden ayudar a los estudiantes en el significado de los conceptos, reglas, leyes. De una forma más específi- ca para el ámbito de la química, esta defini ción se am plía para in cluir aquellas prácticas que ayudan a dar sentido a las actividades de la boratorio, si el bien el propio autor admi- te la amplitud de esta definición y la neces idad de avanzar hacia una mayor precis ión del concepto para su utilización en la enseña nza de la química esco lar. Para avanzar en esta dirección, De Jong establece cu atro tipos de contextos, de acuerdo al origen de las situaciones planteadas y el papel que re presentan en el proceso de enseñanza- aprendizaje de la química: 1) de lo personal; 2) de lo social; c) de la práctica profesio- nal; y d) científico-tecnológico. De la misma manera, este autor apunta posibles formas de relacionar los conceptos científicos con cada uno de estos dominios de contexto. Cada uno de estos contextos se muestra relevante para el est udiante, por lo que cada uno de ellos debería desarrollarse a lo largo del proceso formativo. Los contextos tom ados del dominio personal se muestran especialm ent e rele vante s para e l propi o desarr ollo de l estudiante contribuyendo a conectar la cienci a c on la vida de los estud iantes. Much os problemas de la vida diaria pueden utilizarse con este propósito; por ejem plo, el contex- to del cuidado de la salud podría relacionarse con la ingesta de ciertos productos; el con- texto de la ropa puede relacionarse con los materiales y sus propiedades químicas, o el contexto de las lociones cor porales que puede utilizarse pa ra conocer las características químicas de las sustancias. 69 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO Los contextos tomados del dom inio social y de la sociedad se relaci onan con la variedad de situaciones en el ám bito de la comunida d en las que pueden aplicarse la ciencia; de- ben contribuir a preparar los estudiantes en sus roles de ciudadanos responsables y ayu- dar a clarificar el papel de la ciencia en los problemas so ciales, fom entando el interés por las disciplinas científicas. Much as situacion es de este dominio pued en utilizarse con tal fin, como pueden ser los contextos del cambi o clim ático o los posi bles efectos d e la lluvia ácida, que pueden conectarse con el c onocim iento de distintos tipos de reacciones químicas (ácido sobre m etal, neutralización ácido-base, etc.,). El papel de la ciencia tambié n puede ponerse de m anifiesto en relación con el futuro desempeño profesional de los estudiantes, donde cobra relevancia los contextos proce- dentes del dominio de las prácticas profesionales, que deben contribuir a perfilar el rol de los estudiantes como futuros prof esionale s. Por ejem plo, las prác tica s de labora torio que desarrollan los analistas químicos pueden relacionarse co n temas como la calidad de las aguas, de los alim entos o el contr ol de los fárm acos. Los contextos del dominio científico-tecnológi co se m uestran igualmente relevantes, dado el importante papel de la ciencia y la tecnología en el mundo actual, y de esta ma- nera, la escuela debería contribuir al desarro llo de la alfabetización científica y tecnol ó- gica de los estudiantes. Igua lmente, son m uchos los contextos que pueden utilizarse para la enseñanza, incluidos aquellos que proced en de la historia de la ciencia. Así, el contexto de los métodos de investigación ci entíf ica puede ayudar a clarificar los proce- sos de razonamiento en la cien cia o los cont extos de los m odelos o teorías de la química pueden utilizar para comprende r el desarrollo y evolución de los conceptos de ácido o base. De la misma m anera, el contexto tecnológico de las demandas de energía por parte de la sociedad podría relaci onarse con los temas del cost e energético y las consecuen- cias del uso ilim itado de las fuentes energéticas. Finalmente, debe ponerse de m anifiesto que un contexto particular pued e pertenecer a más de un dom inio de origen, esto es puede tr atarse desde di stintas perspectiv as, sien do los contextos basados en el dominio personal y social los m ás utilizad o s en las prácticas educativas bajo este enfoque. Sanmartí, B urgoa y Nuño (2011) proponen una definición más reciente de contexto, que integra los planteam ientos más actuales de la s investigaciones acerca de este enfoqu e, y que utilizaremos como referent e p rincipal en este trabajo de tesis. Para estas auto ras «el contexto se refiere al análisis de una sit uación o problema complejo, relevante social- mente y del entorno del alumnado, que se re aliza durante un largo periodo de tiempo (semanas). A partir de su estudio se v an modelizando conceptos clave necesarios para comprenderlo y para tomar decisiones, interrelacionándolos y organizándolos junto con las experiencias y el nu evo lenguaje que se va gene rando alrededor de modelos teóricos claves de la ciencia» (p. 65). 70 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.2.1.2. Potencialidades y problemáticas de una enseñanza basada en contexto Numerosos proyectos instrucc ionales y programas internac ionales han incorporado ma- teriales de “ciencia en contexto”. Son ejempl os paradigm áticos de este tipo de iniciati- vas, el proyecto PLON para el desarrollo de l currículo de fís ica en Holanda (Sto lk, Bul- te, De Jong y Pilot, 2009); los p royectos de la familia SALTERS (biología, física y química) (Cam pbell et al ., 1994), –y su adaptación al curr ículo español (Grupo Salters, 1997)–; los proyectos norteam ericanos Chem istry in th e Community (ChemCom ) y Chemistry in Context (CiC) (Schwartz, 2006; Schwartz et al . 1994); el proyecto alemán Chemie im Kontext (ChiK) (Eilks, Pa rchm ann, Grasel y Ralle, 2004; Parchm ann et al. 2006); el proyecto Twenty First Century Scie nce (Burden, 2005; Millar, 2006) desarro- llado en el Reino Unido, etc. En todos estos programas han sido frecuente s los contextos y probl emas relacionados con la alimentación, combustib les, contaminación, plásticos, agricultura y ganadería, medicina, el agua potable, et c.; esto es, relacionados f undam entalmente con temas de salud, medioam bientales, ciencia de frontera, etc., que de acuerdo con Garritz (2010) se muestran particularmente idóneos para un enfoque de ciencia en contexto. El enfoque basado en el contexto no ha generado únicamente propuestas de enseñanza innovadoras, sino que debe cons iderarse un campo de estudio e investigaci ón educativa. Desde esta segunda perspectiva existen numeros as evidencias, tanto en el ám bito educa- tivo internacional como naciona l, de que una enseñanza de las ciencias basada en con- texto, y en particular, la ciencia en contexto s cotidianos –la relacionada con nuestra vida diaria– resulta más atractiva y cercana a los intereses de los alumnos y alumnas; ayuda a que el alumnado com prenda el significado de las ciencias a trav és de situaciones y fenómenos que tienen lugar a su alrededor ; promueve un aprendi zaje significativo y socialmente relev ante; favorece la transferen cia d el conocimiento escolar al m undo real; fomenta en los estud iantes el desarrollo de habilidades básicas de investigación y una mayor implicación en la resolución de probl emas reales (se muestran más com petente); aporta una valiosa mejora en los ám bitos de la motivación, las actit udes y el aprendizaje funcional, etc. (Aragón, 2004; Bennett, Lubben y Hogarth, 2007; Caamaño, 2005; Campbell y Lubben, 2000; Costa, 1995; Jimé nez Liso, Sánchez y De Manuel, 2002; Ültay y Çalik, 2012). La mayor motivación que producen estos enf oques parece ser útil tanto p ara el alumna- do de perfil más académico, de m odo que se cr ea un mayor interés por las ciencias y se aumenta el núm ero de alumnos y alum nas que siguen estudiando asi gnaturas de ciencias cuando éstas no son obligatorias, como para el alumnado menos ac adémico, en el que aumenta su interés por una ciencia m ás conect ada con su vida cotidiana, y se constitu- yen como estrategias fundamentales para am pliar la alfabetización científica (Caamaño, 2005). Pero si los resultados de estos program as muestran resultados positivos desde la pe rs- pectiva del desarro llo afectivo, existe un m a yor desacuerdo desde el punto de vista del desarrollo cognitivo, aunque distintos estudios han mostrado que la comprensión en el 71 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO En algunas ocasiones, no obstante, se recu rre también a otro tipo de situaciones –por ejemplo, tecnológicas o históricas–, o áreas de aplicación a través de las cuales se pu ede evaluar el grado de comprensión de los avan ces del conocimiento ci entífico. Se trata de una serie de áreas en la que la competencia científica resultará d e gran valor para los individuos y las comunidades para m ejorar y ma ntener los niveles de calidad de vida y desarrollar políticas púb licas. En cuanto a los contenidos científicos PISA aboga por utilizar aquellos contextos que conlleven la utilización de variedad de c onocimientos, de m anera interrelacionada e interdisciplinar. Por otro lado, mostrará un m ayor grado de competencias científicas aquellos estudiantes capaces de aplicar el conocim iento científico en con textos comple- jos, variados y poco conocidos; mientras que el menor nivel de rend imiento es tará rela- cionado con la aplicación del conocimiento a unos contextos sencillos y conocidos por los estudiantes (Marchán y Sanmartí, 2013). El marco de la evaluación en ciencias de PISA recoge m uchas de las aportaciones que se han venido haciendo desde la didáctica de las ciencias en las últimas décadas (el de- sarrollo de habilidades cognitivas, de conocim ientos de ciencia y sobre la ciencia y de actitudes). En concreto, las tr es competencias científicas que conforman el componente central de la evaluación en PISA, constituy e n aspectos im portantes para que los ciuda- danos puedan desenvolverse en la vida diaria en multitud de problemas y situ aciones en los que están involucrados la ciencia y la tecnología (OCDE, 2006a, 2009, 2012). Pero si abogamos por el tratam iento de probl emas o situ aciones de la vida diaria como eje para desarrollar de forma m ás efectiva la enseñanza de las ciencias, aunque ello no excluye que puedan desarrollarse otros plante amientos igualm ente válidos, la pregunta ahora sería si este enfoque de enseñanza se m uestra tam bién útil para ayudar a los estu- diantes a desarrollar sus com petencias científ icas. Esta respuesta requiere disponer de datos obtenidos en la evalua ción de programas y/o unidade s desarrollados e im plemen- tados con esta finalidad. Ahora bien, la contextualización del aprendi zaje en problemas reales supone un reto para una enseñanza que tradicionalmente se ha m antenido lejos de este enfoque y más cerca de una concepción academicista que valora la reproducción y no la transferencia a situaciones de la vida cotidiana (Hernández, 2006). No obstante, están comenzando a aparecer trabajos específicos sobre la ense ñanza de la com petenci a científica (véanse, por ejemplo, Jim énez Alexaindre, 2009, 2010 y Pro y Rodríguez, 2010) en los que se contempla la im portancia de los problemas de la vida diaria. Como se ha dicho, la contextu alización de la enseñanza como el desarrollo de la compe- tencia científica son tareas com plejas. Pode mos abordar esta complejida d si prestamos atención, tanto en el diseño como en el desa rrollo de la enseñanza, a determinados as- pectos como los que se indican a conti nuación (Blanco, España y Rodríguez Mora, 2012): 78 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO a) La identifica ción y utilización de aqu ellos co ntextos de la vida que se consideren relevantes para la adquisición y aplic ación de competencias científicas. b) La definición del pa pel que va a tener el contexto en la s ecuencia de en señanza- aprendizaje. c) La influencia del contexto en la sele cci ón de los elem entos que integran las dis- tintas competencias científicas. d) La relación entre los contextos y la ev aluación de comp etencias científicas. En el seno del proyecto de investigación donde se enmarca esta tesis –C OMPCIEN 10- 16– (Blanco, España y González, 2010), se han propuesto distintas propuestas meto- dológicas para integrar problemas de la vida diaria desde un enfoque de ciencia en con- texto. En concreto, se vienen analizando contextos relacionados con el uso de drogas; alimentació n y consumo; activ idad física y salud; sexualidad; m edio ambiente y soste- nibilidad; medios de comunicación, etc. La incorporación de situacion es y problemas para su tratamiento didáctico en el aula se viene realiza ndo conform e a los siguientes criterios de selección: que sean relevantes en la vida diaria; que formen parte d el entor- no cultural del alumnado; que permitan captar su interés; y que perm itan su tratamiento didáctico en el aula (España, Blanco y Rueda, 2012). Teniendo en cuenta la vinculación de las comp etencias con la vida diaria, consideram os que los problem as procedentes del contexto deben cons tituir el eje cen tral que guíe y estructure el proceso de enseñanza-apre ndizaje (Blanco, España y Rodríguez Mora, 2012). En esta misma línea, Jim énez Aleixandr e (2010) plantea que el currículo debe organizarse en torno a problemas o actividad es auténticos. Las situa ciones reales y los problemas auténticos implican fenóm enos complejos que requieren aproximaciones interdisciplinares, científicas, técnicas, éti cas y artísticas (Bolívar, 2010). Los problemas que se planteen deben formar parte del entor no cultural de los estudi antes para captar su atención y deben ponerles en situaciones de desafío, evitando lo obvio, de forma que se vean en la necesid ad de buscar el conocim iento adecuado y re levante para identificarlos, entenderlos y afrontarlos (Bolívar, 2010; Sanmartí, Burgoa y Nuño, 2011). Otras características que ayuda n a identificar estos problema s se refieren a: que sean controvertidos, como es el caso de los pr ob lemas socio-científicos (España y Prieto, 2010); que se asocien con ideas o creencias ar raigadas en la sociedad y que se hayan identificado sobre ellos carencias o ideas erróneas en el alumnado. Consideramos que sigue siendo una cuestión pe ndiente para el prof eso rado ejemplificar en tareas de aprendizaje concre tas el desarro llo de las compet encias científicas (Garrido y Couso, 2013). El grado de concreción, la or ganización y la formulación de las compe- tencias científicas prese ntadas en PISA facilit an llevar a c abo esta tare a, en particular, para un profesorado que se inicia en un en foque de enseñanza para el desarrollo de competencias. 79 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.3. DISEÑO Y VALI DACIÓN DE SECUENCIAS DIDÁCTICAS COMO CAMPO DE INVESTIGACIÓN Desde una perspectiva a priori mejorar la práctica educativa signifi ca p rever, planificar o diseñar qué deseamos o pretendemos y por dónde queremos que discurra la acción educativa. Planificar la intervención educat iva requiere tomar una serie de decisiones referidas tanto a las intenciones como a los medios para llevarlas a cabo (Giné y Parce- risa, 2009). Siguiendo a Pro y Saura (2007) entendemos que «la planificación cuando deja de ser una mera exigencia administrat iva, puede constituir procesos –personales y colectivos– de reflexión y de toma de deci siones en los que se integran los conocimien- tos científicos y los pedagógico s, la experiencia profesional, las creencias y los plan- teamientos ideológicos del profesorado» (p. 39). Un elemento clave de la intervención educativ a que lleva a cabo el profesor en el aula, tanto para planificar como para an alizar la práctica, lo constituye la secuencia d idáctica (Giné y Parcerisa, 2009). Otras expresiones como unidad didáctica, secuencias form ati- vas, secuencias educativ as, o más recientem e nte, secuencias de enseñan za-aprendizaje hacen referencia a esta importante herram ienta educativa, por lo que las usarem os indis- tintamente y con un significado equivalente, como ya se indicó en el capítulo de intro- ducción a esta memoria de tesis. Desde esta perspectiva, una secuencia de enseñanza y aprendizaje (SEA) es un docu- mento para la planificación específica de las situaciones de enseñanza y aprendizaje correspondiente a un tema o conteni do disciplinar concreto (Couso, 2011). Izquierdo y Aduriz-Bravo (2003, citado por Merino et al ., 2015) se refieren a las se- cuencias de enseñanza y aprendizaje como el conjunto de actividades organizadas y sistematizadas con el fin de abordar y reso lver un problem a científico a nivel curricular. Tobón, Pimienta y García (2010) conciben la s secuencias didácti cas como conjuntos articulados de actividad es de aprendizaje y evaluación que, con la m ediación de un do- cente, buscan el logro de determinadas m etas educativas, considerando una serie de re- cursos. Como herram ienta básica de planificación de l proceso de enseñanza y aprendizaje, la SEA representa la concreción en el aula del trabajo del prof esor. En este sentido debe ofrecer respuestas a cuestiones tan important es para el docente como qué conten idos concretos enseñar, en qué contexto, con qué objetivos, en qué orden, de qué forma se llevan a cabo y evalúan las actividades que se realizan, etc., adem ás de incluir los mate- riales y recursos que se van a utilizar (Couso, 2011). Asimismo, debe entenderse como una forma de abordar la planif icación y el diseño de los pr ocesos de enseñanza y ap ren- dizaje en el aula (Méheut, 2005). Pero siendo un importante instrum ento para la planifi- cación educativa, no es única ni exclusivam ente esto, y esta cuestión se viene tam bién abordando en los últimos años desde una nue va perspectiva que pr esentaremos en el siguiente epígrafe. 80 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO 2.3.1. Las secuencias de enseñanz a y aprendizaje (SEA) com o marco para la investigación educativa Las secuencias didáctic as no solo constituyen herram ientas básicas para la planificac ión del proceso de enseñanza-aprendizaje, como hemos indicado, sino que desde la década de los años 80 del pasado siglo su diseño e im plementación constituy en también un im - portante campo de, y para, la investigación educativa. Duit (2006), basándose en los trabajos previo s de Jenkins (2001), caracteriza dos im por- tantes tradic iones en la investigación y el desarrollo de la enseñanza de las ciencias a lo largo de los últimos 30 años, a las que de nom ina, respectivamente, enfoque orientado hacia la ciencia y orientado hacia el estudiante . En el prim ero, la atención se focaliza en la mejora directa de la enseñanza de las ci encias: podríam os imaginar el avance de esta línea de trabajo a partir de grupos de inve stigadores cercanos a un campo disciplinar particular que centran su atención no solo en la práctica docente, sino que su m ayor énfasis se sitúa en los problemas relacionados con los contenidos y la elaboración de nuevas propuestas didácticas, quedando en segundo plano las necesidades de aprend iza- je de los estudiantes. Por el contrario, la tradición de investigaci ón orientada hacia el alumno enfatiza las n ecesidades d e los estudiantes y la m ejora de los ambientes de aprendizaje, pasando a un segundo plano los aspect os relacionados con el estudio de la ciencia. Según Duit (2006) asistimos a una falta de equili brio entre la vocación científica de la práctica educativa, por un lado, y las necesidades de los estudian tes y los proceso s de aprendizaje, por otro. Sin embargo, debem os considerar que el auté ntico progreso en la comprensión y el apren dizaje de la ciencia so lo será posible desde la inte gración de am - bas perspectivas parciales de investigaci ón. Por eso, y siguiendo a autores como Fens- ham (2000), se precisa investig ar en la enseñanza y los pr ocesos de aprendizaje para repensar los contenidos d e la ciencia en térm inos de problemas y reconstruirlos desde el punto de vista educativo. En la mism a línea se manifiestan Dahncke et al . (2001), para quienes la brecha entre las dos tradiciones m e ncionadas dificulta el progreso que se ne- cesita en la enseñanza de las cien cias com o campo de investigación. En esta orientación “integradora” u holística se sitúa la elaboración de lo que viene de- nominándose, con cierto consenso internaciona l, secuencias de enseñanza y aprendizaje (SEA) (teaching-learning sequences o TLS por sus siglas en inglés). Entendem os, por tanto, que el diseño de una SEA como propue sta de intervención educativa, permite fusionar ambos puntos de vista, el disciplinar (centrado en la ciencia) con el del estu- diante, a fin de m ejorar la práctica educativa (Psillos y Kariotoglou, 1999); o en otros términos, para denotar la estrecha vinculac ión entre el diseño de la enseñanza con el aprendizaje esperado del estudiante (L insje, 1995; Méheu t y Psillos, 2004). Existe un importante núm ero de estudios que muestra cóm o el aprendizaje de conceptos científicos por parte de los estudiantes puede mejorar con base en el desarrollo de SE A basadas en la investigación, o cómo a partir de la investigación educativa en torno a las 81 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO SEA se aportan propuestas para la mejora de la enseñanza de algunos tópicos de cien- cias (Leach y Scott, 2000). En este sentido, el diseño y evaluación de SEA basadas en la investigación pueden constitu ir una forma natural de acercar la inves tigación educat iva al aula de ciencias (Méheut y Psillos, 2004). La importancia de las S EA como campo de inve stigación en la Didáctica de las Cien cias Experimentales en la es cena internacional queda definitivamente puesta de m anifiesto tras la publicación, en 2004, de un monográfico s obre este tem a en la reconocida revista International Journal of Science Education (volum en 26, número 5, coordinado por Méheut y Psillos). Méheut y Psillos (2004 ) contemplan la SEA co mo un paquete de interv enciones curri- culares, que constituye tanto una activida d de investigación (pru eba unas actividades y el diseño) como un producto (los resultados de aprendiz aje previstos). Así, una SEA incorpora actividades instruccionales basada s en la inves tigación educativ a con el propósito de ayudar a mejorar la comprensión del conocimiento científico por parte de los estudiantes. La inclusión de investigación edu cativa en el diseño de la SEA se orien- ta a interrela cionar el contenido d isciplinar con los intereses y perspectiv as de los estu- diantes. Desde esta reciente y más extensa perspect iva, el concepto de SEA engloba aquellas propuestas didácticas que constan de un conj unto articulado de ac tividades de enseñan- za y aprendizaje basadas en la investigación, pr obadas y adaptadas al nivel evolutivo y a las pautas d e aprendizaje espe radas de los estudiantes (Buty, Tiberghien y Le Maréchal, 2004). De acuerdo a lo indicado, la SEA puede caract erizarse com o un instrumento dual, pues involucra el desarrollo de objetivos específicos relaciona dos con la enseñanza y apren- dizaje de un tema particular de ciencias c on cierto grupo de estudi antes (desarrollo del currículo a través de actividades suficiente m ente fundamentadas en la investigación y adaptadas a los estudiantes y teniendo en cuen ta posibles itinerarios de aprendizaje), con el desarrollo de investigación educativa acerca d e la intervención en el aula (Méh eut y Psillos, 2004). En otras palabras, la SEA representa un produc to soportado en los resultados de la in- vestigación didáctica, tanto de las concepciones de los estu diantes com o de los conteni- dos de ciencia, a la vez que el propio diseño, implem en tación y validación de la m isma constituyen contextos para el desarrollo de inv estigación educativa ace rca de la ense- ñanza y aprendizaje de la cien cia (DBRC, 200 3; Méheut y Psillos, 200 4), e incluso, co- mo un campo de investigación suficientem ente relevante para m odificar los procesos de enseñanza y aprendizaj e (Linjse, 2000). Por su carácter dual representan herramientas, tanto para la innovación en la gestión de problemas específicos de aprendizaje com o para la investigación, que pueden contribuir al acercamiento de los docentes co n los resu ltados de la in vestig ación en enseñanza y 82 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO aprendizaje de la ciencia, contribuyendo de es ta forma a dism inuir la brecha entre la práctica y la teoría educativa (Leach et al . 2005; Méheut y Ps illos, 2004). 2.3.2. Las SEA en la enseñanza y apre ndizaje de las cien cias. Modelos para su diseño y elaboración Un buen diseño didáctico es aquel que mejor responde a las necesid ades diversas de los estudiantes (Sanmartí, 2002), aún sin olvidar que el diseño de secuencias de enseñanza es una actividad compleja debido a la relaci ón entre el cono cimiento, el aprendizaje y la enseñanza, sin olvidar la institución en la que la enseñanza y las activ idades de aprendi- zaje se desarrollan, ni los medios para lleva rlas a cabo (Buty, Tiberghien y Le Maréchal, 2004). Las investigaciones en educación desarrollad as en las últim as décadas han contribuido a desarrollar un marco teórico sólido, así com o una serie de herramientas m etodológicas, para el diseño de SEA con un interés constant e por este pro ducto a escala intern acional en el campo de la enseñanza de las ciencias (Viiri y Savinainen, 2008). Para el diseño de SEA para la enseñanza de las ciencias se vienen utilizando distintos marcos teóric os, siendo quizá dos de ellos los más ampliamente utilizados, al menos en el ám bito de las didácticas específicas en Europa: el modelo de reconstrucción educativa (Duit, 2006) y el modelo de la dem anda de aprendizaje (Leach y Scott, 2002). Ambos m odelos para la planifica ción de SEA mantien en puntos de enc uentro y simili- tudes. Ambos parten de una visión construc tiv ista del aprendizaje acerc a de por qué y para qué aprender ciencias, aunque se inspiran en teorías sobre el ap rendizaje distintas. Son, por tanto, distintas aproxi maciones al diseño de secuen cias desde supuestos teóri- cos bien diferentes. Seguidamente, presen tarem os una breve revisión de cada uno de estos marcos teóricos. 2.3.2.1. El modelo de reconstrucción educativa Este marco de referencia surge de la nece sidad de equilibrar las cuestiones re lacionadas con los contenidos de la ciencia y lo problem as educativos, para contribuir a la mejora en su comprensión y favorecer la alfabetizaci ón científica de los estudiantes. De igua l forma, puede ser empleado para estructurar los esfuerzos educativo s del docen te, así como marco de referencia para el des arroll o de investigación acerca de la enseñanza d e las ciencias (Duit, 2000, 2006; Du it, Gropengiesser y Kattmann, 2005). El modelo de reconstrucción educativa para el diseño de secuencias de enseñanza y aprendizaje se basa en la tr adición educativ a alemana de didaktik cuya id ea central es la de “transposición”, es decir, la necesidad de transformar el conocimiento disciplinario específico en un conocimiento apto para ser enseñado y poder, por tanto, contribuir a la formación científica de los estudiantes. La es tructura conceptual de un campo específico 83 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO del conocimiento científico (c ontenido científico) tiene que ser transformada en una estructura apta para su ense ñanza (el contenido a enseñar). Ambas estructuras son radicalm ente diferent es: el conten ido científic o debe ser simpli- ficado para hacerlo accesible a los estudian tes y enriqu ecido ubicándolo en contextos adecuados, donde cobre sentido para el aprendi zaje. Debemos entender que la estructura del contenido a enseñar es mucho más com ple ja que la del contenido científico, ya que ha de tener en cuenta no solo la disc iplina sino también las ne cesidades de los estudian- tes. Siguiendo a Duit (2007) se muestra necesario «integrar el conocimiento científico abstracto en contextos que tengan en cuen ta las potencialidades y dificultades para aprender de los aprendices» (citado por Couso, 2011; p. 60). El aspecto básico que guía el diseño de la SEA bajo este modelo teórico es la problema- tización del contenido de instrucción (el cont enido a enseñar y aprender), a través de la combinación de tres características clave estr echamente interrelacionadas: el análisis educativo de los contenidos de ciencia; los resultados de la investigación didáctica y, finalmente, la validación (desarrollo y evalua ción) de la secuencia de enseñanza, asp ec- tos que se presentan en la figura 2.3. Figura 2.3. El modelo de reconst rucción educativa (tom ado de Duit, 2 006). 84 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO El proceso de selección y tr ansformación del contenido disc iplin ar al contenido esco lar conlleva tanto la c larificación conc eptual de l contenido de c iencia que se enseña como el análisis de su relevancia educativa. Este proceso de caracterización del contenido consta de dos fases. La primera fase, de simplificación o “elemen tarización”, consiste en seleccionar las ideas centrales e indispensables del contenido concreto de enseñanza, no solo desde la lógica de la disciplina científ ica (lo que es importante desde el punto de vista de la cien- cia), sino también desde el anális is de su significancia educativa con el objeti vo de per- seguir la alfabetización científica de los estu diantes adecua da al mundo en el que les toca vivir y actuar (lo que es importante desde el punto de vista de la consideración de una ciencia para todos). Junto con el análisis del contenido se debe atender, adem ás, a la caracterización d e los contextos relevantes para la aplicación del contenido, sus implicaciones sociales y éti- cas, su relación con otros cont enidos que han de ser enseña dos, su ejemplaridad como contenido, en resumen, su relevancia para el estudiante y la socied ad. Durante la segun- da fase, o de construcción, y a partir de las ideas centrales resultantes del proceso ante- rior, se procede a construir la estructura de los contenidos para la instrucción, esto es, los contenidos que han de ser en señados y aprendidos (Couso, 2011). Pero como puede observarse en la figura 2.3, en el proceso de trans posición didáctica de los contenidos a enseñar se incluyen los resu ltados de la inves tigación educativ a desde la perspectiva de los estudi antes (concepciones e ideas a cerca del contenido, así como sus intereses y actitudes) y del profesora do (conocimiento práctico, opiniones y visión de los profesores), junto con los resultados empíricos de los procesos de enseñanza y aprendizaje. En otras palabras, para la dete rm inación del contenido de la instrucción se tienen en cuenta las ideas, concepciones y lo s po sibles itinerarios de aprendizaje de los estudiantes. Debemos recordar que la ciencia qu e va a ser enseñada generalm ente viene establecida por ley en el currículo oficial. Sin embargo, dicho currículo solo es una referencia para el profesor, ya que es él quien debe reor ganizar el conocimiento propuesto y descom po- nerlo mediante tareas específicas para su en señanza en el aula. Por esta razón, se consi- dera fundamental que los docentes conozcan los resultados de la investigación d idáctica relativa a la enseñanza del tópico objeto de estudio. Finalmente, la valida ción de la SEA en este modelo se realiza de form a empírica, a través del diseño de pruebas piloto y sucesivas iteraciones de la secuencia en el aula, d e forma que el análisis educativo del contenid o realizado se va modi ficando a lo largo de las distintas fases consideradas, de acuerdo c on los resultados concretos de los estudian- tes, sus concepciones y los caminos de aprendi zaje recorridos por los estudiantes dura n- te la implementación, pues recordem os que bajo este enfoque se asum e que la estructura de un contenido particular para la enseñanza debe ser desarrollada de acuerdo con el punto de vista del estudiante. Este tipo de act uación en el aula perm ite investigar en 85 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO detalle procesos de enseñanza-aprendizaje de una manera cíclic a hasta alcanzar el aprendizaje esperado previamente establecido. 2.3.2.2. El modelo de la demanda de aprendizaje Una importante crítica al m odelo de recons trucción educacional es que destaca excesi- vamente el papel del component e individual en el proceso de aprendizaje, esto es, la construcción del conocimiento a nivel person al, sin atender demasi ado a otras variables como el pap el del profesor o la interacción social en el aula . De esta manera, se focaliza gran parte de la atención en clarificar y secuenciar el contenido a enseñar prestando po- ca atención a “la puesta en escena” de di cho contenido en el aula (Couso, 2011). Pero de acuerdo a Leach y Scot t (2002), es posible adoptar ot ra perspectiva en la cons- trucción de SEA utilizando una visión socioconst ructivista del aprendizaje, bas ada en la teoría sociocultural de Vigotsky (1978). Desd e el socioconstru ctivism o se considera que los aprendizajes representan un proceso natu ral de construcción de nuevos conocim ien- tos, a partir de los saberes previos pero inse parables de la situación en la que se produ- cen, por lo que el conocimiento es un fe nómeno profundam ente social. El intercambio social es la base del aprendi zaje, pero este intercambio de be obedecer a una intenciona- lidad bien definida por el docente: sin esta la interacción no se inserta en un contexto de aprendizaje. La experiencia social moldea la s f orm as en que los estudiantes piensan e interpretan el mundo, experiencia donde el lenguaje juega un papel fundam ental como herramienta indispensable del pensam iento. Es por ello, que la interacción social de los sujetos en el aula determina de m anera importante la f orma com o se aprende (Díaz Ba- rriga, 2003). Desde esta perspectiva, se aprende interacci onando con otros median te el lenguaje o el discurso, y las ideas expuestas mediante el lenguaje y otros instrum entos semióticos (símbolos matem áticos, diagramas, gestos, postu ras) en el plano social de la clase de ciencias son interiorizadas en el plano i ndividual. Sin embargo, tam bién se aprende en las interacciones de la vida cotidiana, lo que da lugar a que Vigotsky (1989) diferencie entre concepciones espontáneas y científicas en los estudiantes. Los conceptos “es- pontáneos o cotidianos” son aquellos que se aprenden sin una aten ción consciente, de form a natural a tr avés de las interac ciones no rmales del día a día, mientras que los con- ceptos “científicos” son conceptos form ales originados en las disciplinas concretas y que solo se pueden aprender mediante la instrucción (Leach y Scott, 2000). Los procesos sociales son fundamentales pa ra la generación y validación del conoci- miento científico, por eso pa ra apre nder los co nceptos propios de la cultur a científica escolar los estudiantes n ecesitan interacción so cial con m iembros de esa cultura (en este caso, profesores de ciencia) para que se produzca el dese ado proceso de enculturación en la ciencia escolar. En prim er lugar, porque son los profesores los que utilizan el co- nocimiento científico qu e se muestra m ás ap ropiado en las difere ntes situaciones plan- teadas en el aula; por otro la do, el conocimiento científico no emana de form a directa de 86 CAPÍTULO 2. MARCO TEÓRICO los datos y experiencias que se presentan a los estudiantes, sie ndo necesario para su interpretación introducir los fo rmalismos, teorías y prácticas científicas presentes en el currículo escolar a través de la enseñan za intencional específi ca (Couso, 2011; Leach y Scott, 2000). Las posibles relacion es entre contenidos del lenguaje y pe nsam iento han dado lugar a la introducción del concepto de “lenguaje social” para indica r los distintos lenguaje que pueden utilizar diferentes sectores de la población para referirs e a una m isma tem ática (Bakthin, 1986). Así, por ejemplo, reflexiona n Leach y Scott (2002) que el lenguaje que utiliza un especialista en física del estado sóli do para hablar sobre la estructura de una cerámica conforma un tipo de lenguaje social muy diferente al que podría utilizar, por ejemplo, un alfarero, para hablar de las pr opiedades del m oldeado de la cerámica. Por eso, los distintos “lenguajes soci ales” y lo distintos discurso s que se introducen y utili- zan en el plano social de la clase s obre lo s tóp icos escolares, ofrecen los significados que permiten a los estudiantes de s arrollar una varied ad de formas de pensar y enten der el mundo de la ciencia que pueden ser utiliz ados, juntos con los re sultados de investiga- ción, para el diseño de secuencias de ense ñanza y aprendizaje (Guisasola, Zubimendi, Franco y Cebeiro, 2010). Desde esta perspe ctiva soc ioconstructiv ista, para Leac h y Scott una SEA consiste en la planificación de la situación en la que el profesor asiste a los estudiantes en el aprendizaje de la cienci a es colar, es decir, les ayuda a aprend er y compartir el lenguaje y las prác ticas de la comunidad cientí fica escolar, con el propósito de que superen las concepciones espontáneas de los conceptos científicos hacia el aprendizaje científico (Couso, 2011). Debemos re cordar que los concepto s inform ales o espontáneos que con stituyen e l len- guaje social cotidiano de los estudiantes incl uy en m uchas de las concepciones alternati- vas identificadas en la literatura sobre ense ñanza de las ciencias, mientras que los con- ceptos científicos formales que constituyen el lenguaje social de la ciencia es colar se constituyen en la alternativa a las form as de hablar y pensar cotidianas que los estudian- tes utilizan en clase. De acuerdo a lo anteri or, la enseñanza de las ciencias puede ser conceptualizada en términos de introducir al estudiante en una form a de lenguaje social de la ciencia, con papel clave del profesor como m ediador ante el conocim iento existen- te (Leach y Scott, 2000). Pero, ¿cómo aprenden los estudiantes de sus profesores el conocimiento científico? En esta perspec tiva sociocon structivista del ap rend izaje deben prestarse atención a tres f ac- tores claves a lo largo del proceso intruccional, esto es para el desarrollo de la secue n- cia: la puesta en escena de la “historia científica” objeto de enseñanza, apoyar su “pro- ceso de internalización” y proveer oportunida des para la aplicación de lo aprendido por parte de los estudiantes. El primer as pecto a tener en cu enta se rela ciona con planificar la forma en que el cono- cimiento científico va a ser presentado a los es tudiantes, a través de una serie d e activi- dades específicas en la secuencia did ática para transferir el punto de vista cien tífico al plano social del aula. Esta fase involucra ta nto al profesor como a los estudiantes en un 87 CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA Y DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 3.1. Fund amentación metodológica. 3.2. El problema de investigación. 3.3. Esquema general y et ap as de la investigación. 3.4. Participan tes. 3.5. Instrumentos de recogida de inf ormación. 3.6. Análisis de dat os. CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN En los capítulos anteriores hemos presentado el origen y la f undamentación teórica de esta investigación. Comenzamos ahora con el proceso de su desarrollo m ostrando en este tercer capítulo los aspectos metodológico s, así com o las características generales y el diseño del proceso investiga tivo. A tal fin, el capítulo se pr esenta estructurado en seis apartados. Comenzaremos haciendo referencia al m arc o m etodológico empleado. En realidad, para el desarrollo de la investigación se ha debi do atender a varias perspectivas metodológi- cas, fundamentalmente de corte cualitativo, aunque con cará cter puntual tam bién se han utilizado algunos procedimientos de análisis cuantitativo. Así, por ejemplo, el diseño y análisis de la intervención educativa en el au la, núcleo central de es te trabajo, se ha rea- lizado siguiendo un proceso de desarrollo ite rativo con varios ciclos de diseño- implementación-evaluación-rediseño, que de bemos encuadrar bajo el enfoque meto- dológico de las “investigaciones de diseño”. Por otro lado, la recogida de datos durante las varias implem entaciones de la secuencia, as í como las descripciones d e su desarrollo en el aula se han llevado a cabo bajo el enf oque de los estudios de caso. Por ello, en el primer apartado se presenta una descripción general y se detallan los principales funda- mentos de ambos enfoques m etodológicos. En el segundo apartado se delimita y formula el problema de investig ación y se plantean las cuatro preguntas de investigación que se abordarán a lo largo de esta mem oria de tesis. En el apartado tercero se sintetizan los aspectos básicos del diseño del proceso investigativo y se muestran las etap as fundamentales de su desarrollo. Los apartados cuarto al sexto m uestran otro s aspectos im portante s del proceso investi- gativo, como son la descripción de las m uestras de participantes; la s técnicas e instru- mentos utilizados para el acceso, obtención y pro ducción de información, y finalmente, algunas consideraciones sobre el aná lisis de de los datos obtenidos. Debemos observar, que dada la finalidad expos itiva de este capítulo m etodológico, en lo que sigue se describirán los proces os, criterios y estrateg ias utilizadas de una m anera genérica, que iremos concretando en los próximos capítulos a m edida que presentemos los resultados de la inves tigación. 97 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN 3.1. FUNDAMENTACIÓN METODOLÓGICA La investigación educativa ha avanzado de manera im portante en las últimas décadas. Sin embargo, la articulación entre la genera ción de conocim iento y su difusión y co- nexión con la práctica educativ a es un asunto poco abordado por los distinto s secto res educativos implicados (propios investigador es, profesorado, Admini stración Educativa), poniendo de manifiesto las com plicadas rela ciones entre práctica e investigación educa- tiva, a pesar de que el sentido de esta última no es otro que la m ejora de la educación (Muñoz-Repiso, 2004). De hecho, hoy en día podemos observar cierto “desencuentro” en torno al grado en que la investigación educativa ha contribuido a optim izar la acción educativa. Algunas de las críticas giran en torno a que la sistem atización y el avance en el conocim iento pe- dagógico no se traducen de form a eficaz en la fundamentación y m ejora de las prácticas educativas, siendo variados los factores a considerar: la i nvestigación educativa muestra un alto índice de fragmentación, escasa difusi ón de los resultados, proyectos de escaso alcance, estándares de calidad inferiores a otra s ciencias sociales, insuficiente financia- ción, indiferencia de las Ad ministraciones Educativas, et c. (De la Orden, 2007; Har- greaves, 1996). Pero sin lugar a dudas, la escasa transferencia de los conocimientos de investigación a la práctica escolar es uno de los problemas que más reiteradamente se ponen de m anifies- to, la ausencia de u tilidad de los resultados de la investigación edu cativa p or parte de los que deben tomar las decisiones dí a a día en las aulas. En ot ra s palabras, la fuerte desco- nexión existente entre la investigación educ ativ a y las práctica s pedagógicas (Reeves, 2000; Rianudo, 2007). 3.1.1. La investigación educ ativa basada en el diseño Entre las distintas apor taciones a la solución de los problem as de relación entre investi- gación y práctica educativa viene emergie ndo con fuerza un movimiento renovador, en el sentido de que intenta tr asladar al campo de las prácticas pedagógi cas los resultados y avances de la investigación educativ a, así co m o incrementar la r elevancia de la inves ti- gación en las políticas y reformas educat ivas (Burkhardt, 2006; Chiecher y Donolo, 2010; Fishman, Marx, Blumenfeld, Krajci k y Soloway, 2004; Rianudo y Donolo, 2010). En realidad, se trata más bien, de progresos en las m etodologías para la producción y transferencia de conocimiento, que suelen engl obarse bajo la expresión genérica “inves- tigación educativa basada en el di seño” (Confrey, 2006; De la Orden, 2007). Experimentos de diseños de intervención educ ativa, experimentos form ativos o de dise- ño, estudios de diseño (o desi gn-based research, DBR por sus siglas en inglés) son otras denominaciones con las que suele conocerse, de forma indistinta, a este nuevo movi- miento educativo que com ienza a desarrolla rse dentro d el campo m ultidisciplinar de las denominadas “ciencias del aprend izaje” (learning sciences) en la década de los años 90 98 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN del pasado siglo. A este respecto, se consideran como pioneros los trabajos de los psicó- logos educacionales Brown (1992) y Collins ( 1992) en el campo de la investigación educativa, aunque hay autores que ubican las raíces de esta metodología en los estudios desarrollados por Piaget, Vi gotsky y Dewey (De la Orden, 2007; Confrey, 2006; Gare- llo, Rianudo y Donolo, 2011). Pero la em ergencia de este movim i ento queda def initivam ente consolida da con la crea- ción, en el año 2001, del colectivo The Design Based Research Collective (DBRC) 1 para el fomento en el campo educativo de estos métodos de investigación, y la publica- ción un poco más tarde, de sendos núm eros mon ográficos en las pres tigiosas revistas de investigación educativa Educational Researcher (volum en 32, núm. 1) y Journal of the Learning Sciences (volumen 13, núm. 1) , en 2003 y 2004 respectivamente, así com o su incorporación en 2004 al bloque de f undamentos m etodológicos del reconocido The Cambridge Handbook of the Learning Science (Sawyer, 2006). Las investigaciones basadas en el diseño edu cativo, por su reciente desarrollo, no cons- tituyen aún un parad igma totalm ente establecido, lo que ha dado lugar a una prolifer a- ción terminológica im portante, junto con la ausencia de una definición am pliamente consensuada (Rianudo y Donolo, 2010). En realidad, bajo la expr esión “investigaci ones de diseño” se engloba un am plio espec- tro de enfoques de investigac ión, básicam ente de corte cu alitativo, que com parten mo- dos característicos de abordar los problemas y el diseño de am bientes educativos inno- vadores. Estos enfoques, desde los primeros años del siglo XXI, vienen m ostrando avances importan tes para la mejora de la calida d de las prácticas instru ctivas y la a m- pliación de conocimiento sobre lo s procesos de aprendizaje, es to es, para el desarrollo de teorías educativas (Cobb, Confrey, Disessa, Lehrer y Schauble, 2003; Confrey, 2006; Disessa y Cobb, 2004). El objetivo de los estudios de diseño es an alizar, para comprender y m ejorar, los proce- sos de enseñanza y aprendizaje en contexto, m e diante el diseño y estudio sistemático de formas particulares de aprendizaje, estrat egias y herramientas de enseñanza (Molina, Castro, Molina y Castro, 2011). Es te tipo de estudios se desa rrollan usualm ente en torno a la introducción de nuevos temas curriculares, nuevas herram ientas para el aprendizaje o nuevas formas de organización del contex to de aprendizaje (C onfrey, 2006). Son in- vestigaciones «en el diseño, dentro del diseño y sobre el diseño» (Rowland, 2008, cita- do por Gros, 2012; p. 5). En este escenario el término “diseño” hace referencia al diseño instru ctivo (diseño de enseñanza o program a de instrucción) que se elabora, im plementa y se som ete a escruti- nio de investigación, pero en un sentido inge nierístico: el diseñador (investigador) desa- rrolla un producto que después testa en condici ones reales, recogiendo a lo largo de la intervención los problemas del diseño, las n ecesidades de m ejora, los avances y fraca- sos, los datos de otros p articipantes, etc., para posteriorm ente llevar a cabo un rediseño    1 Véase http://www.designbasedresearch.o rg . 99 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN con vistas a superar los problemas detect ados, para volver a un nueva implem entación, y así sucesivamente (Cohen, Manion y Morrison, 2011). Los estudios basados en el diseño son estudi os de campo en los que un equipo de inves- tigación interviene en un contexto de aprendi zaje par ticular para atend er, m ediante un diseño instructivo, al logro de una meta pedagógica explícitam ente definida (Rianudo y Donolo, 2010). Bajo este enfoque se inves tiga las caracter ísticas del diseño, no solo nuevo modelos formativos, perm itiendo identifi car qué característi cas del d iseño resul- tan más eficaces que otras respecto al resu ltado esperado (Reeves, 2011). En este sentido, son intervenciones plantead as para responder preguntas de investiga- ción del tipo “qué sucede”, “có m o y por qué funcionan en la práctica” o “cómo y por- qué suceden algunas situaciones educativas”, pu es la intervención obj eto de análisis se basa en una situación educativa real, en el contexto donde se producen y donde el pro- pio investigador se halla impli cado (Bell, Hoadley y Linn, 2004; Cobb et al . 2003; Sha- velson, Phillips, Towne y Feue r, 2003). El propio DRBC ( 2003) manifiesta en los si- guientes términos los propósitos de este enfoque de investigación: «… nos ayuda a en- tender las relaciones entre la teoría educativa, el artefa cto diseñado y la práctica. El diseño es central en los esfuerzo s para me jorar el aprendiza je, crear co nocimiento útil y avanzar en la construcción de teorías sobre el aprendizaje y la enseñanza en ambien- tes complejos» (Citado por Rianudo y Donolo, 2011; p. 3). Brown (1992) considera que este tipo de investigaciones engloba un conjunto de meto- dologías complejas en torno a las clases o am bientes de enseñanza, a f in de captar la naturaleza de los procesos de enseñ anza y aprendizaje que allí ocurren y contribuir a desarrollos teóricos sobre estos temas. Shavelson y Towne (2002) definen la inve stigación basada en el diseño com o «enfoques analíticos para examinar mecanismos que co mienzan con ideas teóricas que son testa- das a lo largo del diseño, implementación y estudio sistemático de herramientas educa- tivas (currículo, métodos enseñanza, applet s informáticos) que dan cuerpo al mecanis- mo conjeturado inicialmente» (citado por Molina, Cast ro y Castro, 2006; p. 1). Según la aportación de Disessa y Cobb (2004) los estudios de diseño son iterativos, si- tuados, orientados en teorías y hacia la práctica, con la intención, de forma sim ultánea, de comprender y de m ejorar los procesos educativos. Para Wang y Hannafin ( 2005) los estudios de diseño representan una «metodología sis- temática pero flexible destinada a mejorar las prácticas educativas a través de análisis iterativo, diseño, desarrollo y puesta en prác tica, basada en la colaboración entre in- vestigadores y profesionales en entornos del mundo real y que lleva a los contextos los principios y teoría del diseño» (p. 6). Para Confrey (2006) las investigaciones basa das en el diseño persiguen producir desa- rrollos teóricos que puedan gui ar la acción educa tiva en el aula y adaptar las condicio- nes de enseñanza para la mejora, así co mo identificar prácticas de enseñanza- 100 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN aprendizaje eficaces. En este sentido, cons tituyen extensas investig aciones sobre las prácticas educativ as, usualm ente en form a de tareas curricul ares novedosas, al objeto de analizar cómo se produce el aprendizaje de los estudiantes en inte racción con el profe- sor. Según este mismo autor, a través de los estudios de diseño se trata de documentar «qué recursos y conocimiento previo ponen en juego los alumnos en las tareas, cómo interaccionan los alumnos y profesores, cómo son creadas las anotaciones y registros, cómo emergen y evolucionan las concepciones, qué recursos se usan, y cómo es llevada a cabo la enseñanza a lo largo de l curso de la instrucción; todo ello mediante el estudio del trabajo de los alumnos, grabaciones de vídeos y evaluaci ones de la clase» (Citado por Molina et al . 2011; p. 76). Para Cobb y Gravemeijer (2008) la investigaci ón basada en el diseño abarca una colec- ción de enfoques m etodológicos que se caracter izan por la interdep endencia entre el diseño instruccional y la investigación. El di seño de ambientes de aprendizaje constitu- ye el contexto de la inve stigación m ientras que los ciclos iterativos de análisis porm eno- rizado informan sobre la m ejora del diseño (Collins, Jose ph y Bielaczyc, 2004). 3.1.1.1. Características de las invest igaciones basadas en el diseño En relación a la caracterización de esta metodología de investigación, De la Orden (2007) señala cinco rasgos distin tivos de los enfoques de diseño: a) Combina sus dos grandes m etas, esto es, el diseño de situaciones o am bientes de aprendizaje y enseñanza con el desa rrollo de teorías educativas. b) La investigación y el desa rrollo se producen de form a itera tiva, configuran un ciclo continuo de diseño de la inte rvención–puesta en operación–análisis– rediseño. c) La investigación sobre el propio diseño debe conducir a teorías que ayuden a comunicar implicacion es relevantes a los profesionales de la enseñanza y a otros diseñadores educativos. d) La investigación debe explicar cómo y por qué funcionan los diseños educativos en contextos reales. No debe limitarse a do cumentar su éxito o fracaso, propio de la evaluación del producto. e) El desarrollo de la investigación debe apoyarse en métodos que perm itan consta- tar (y dar cuenta de) las conexiones de los procesos de puesta en operación con resultados de interés. En este tipo de enfoques metodológicos el proces o de la investigación se centra en dise- ñar innovaciones educativas y explorar todos lo s aspectos de la m isma durante su puesta en práctica, desde el comprom iso de aunar te oría, el plan de acción diseñado y la puesta en práctica, al tiempo que el propio anális is de la intervención puede contribuir a elabo- 101 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN rar y mejorar las teorías sobre los procesos de enseñanza y aprendizaje. Querem os decir que este enfoque de investigación va más a llá de un simple diseño y prueba de progra- mas educativos, para explicar por qué funci onan y cóm o pueden adaptarse a las distintas circunstancias. En este senti do, no solo el diseño propuesto se deriva de estudios o in- vestigaciones previas para produc ir intervenciones com plejas, sino que trata de unir los procesos de la puesta en acción con los resu lt ados de la intervención edu cativa a través de una serie de exigencias teór icas sobre la enseñanza, el aprendizaje y la organización, lo que su vez da lugar a una mejor com prensión de la teoría subyacente (De la Orden, 2007). Por su parte, Molina et al . (2011) y Rianudo y Donolo (2011) , a partir de una extensa revisión bibliográfica, han tratado de integrar y sintetiza r las principale s características de las investigaciones basadas en el dise ño. Seguidamente recogem os y pasam os a co- mentar algunas de las m ás relevantes. En primer lugar, las investigaciones de diseño son de carácter situ ado, se dirigen a estu- diar los problemas de aprendizaje en sus cont e xtos naturales, usualm ente en el ámbito de las aulas de clase, con el propósito explíc ito de su mejora, lo que conlleva prestar atención al importante y variado número de f actores que influyen en las prácticas educa- tivas (Confrey, 2006). Son m últiples las situacio nes de apren dizaje que pueden plantear- se en contextos ins tructivos reale s y comple jos, m ultiplicid ad que junto con el tip o de personas involucradas, da lugar a distintos mo dos de orientar, plantear y llevar a cabo las investigaciones de diseño (Cobb et al ., 2003; Collins, Joseph y Bielaczyc, 2004; Reinking y Bradley, 2008). La ubicación en contextos auténtico s y el carácter intervencionista (transformación p ara la mejora) de las investigaciones de diseño trae com o consecuenci a la asunción de un enfoque sistémico para abordar las variable s involucradas que se tratan como interde- pendientes y transaccion ales, y la importan te selección de los tipos de d atos y de análi- sis que resultan necesarios para describir y comprender la situación objeto de estudio (Reinking y Bradley, 2008). Las investigaciones de diseño caracterizan la situación de aprendizaje en toda su exten- sión y complejidad, la mayor parte de la cu al no es conocida de antemano. Este carácter integrador se tradu ce en la considera ción de múltiples tipos d e variables y los resu ltados que se pueden esperar de la investigación. Aunque no es posible especificar com pleta- mente el estudio que s e lleva a cab o, pues existen m últiples var iables en las aulas de clase que no pueden ser controla das, ni existe el propósito de hacerlo, sí se muestra ne- cesario identificar aquellas que pueden afectar a los resultados de interés (Collins, Jo- seph y Bielaczyc, 2004). En este sentido, la complejidad de las situaciones de aprendi- zaje y las interacciones que tien en lugar requ ie re distinguir en tre aquello s elementos que van a ser objeto de estudio, de aquellos otros que se cons ideran accidentales o se as u- men como condiciones del contorno, evitando contradicciones o conf lictos durante el desarrollo de las activ idades y poniendo en evidencia a quellos que pueden afectar al éxito o fracaso (Barab y Squire, 2004; Cobb et al ., 2003). 102 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN Para abordar el análisis de los contextos y situaciones de aprendizaje, y dada la amplia gama de variables y datos a considerar se precisa, en igual manera, de una variedad de procedimientos para la recolección y el aná lis is. Las investig aciones basadas en el dise- ño son, en este sentido, metodológicam ente incl usivas y flexibles, pues cualquier enfo- que, de entrada, puede ser válido o adaptado si el proceso de la inve stigación justific a su uso. Se hace necesario recoger extensos regi stros para cap turar todo el proceso: lo que los alumnos, los docentes y los investigador es aprenden a lo largo del desarrollo del experimento, así com o el estado del alum nado al final de és te (DBRC, 2003). Se utilizan, a tal fin, grabacione s en vídeo, diarios sobre el desarrollo de las clases, re- gistros de entrevistas, etc. Se p recisa, adem ás, tomar nota de las decisiones tom adas de manera justificada, con el fin de dar una desc ripción detallada de la evolución de la in- vestigación así como de evaluarla y garant izar su calidad (C obb y Gravemeijer, 2008). La exhaustividad de la recogida de datos pe rm ite analizar de forma retrospectiva el pa- pel de ciertas variab les que inicialm ente no fueron consideradas pero que, posteriormen- te, se erigen como relevantes para el fenómeno en estudio. Los estudios de diseño desafían la suposición de que los resultados de una investigación están contaminados por la infl uencia del propio investigad or (Barab y Kirshner, 2001), pues los investigadores de di seño gestionan el proceso de investigación e n colaborac ión con los participantes, diseñan y ponen en práct ica, de forma sistem á tica, intervenciones para mejorar y refinar los diseños iniciales y avanzar hacia un a mejor práctica educativa (Wang y Hannafin, 2005). La composición de los grupos de trabajo es otro rasgo que caracteri za los estudios de diseño, que estarán marcados por una relación de cooperatividad. Otra norma a conside- rar en la formación del equipo de trabajo es la presencia regular del investigador en el contexto de la aplicació n (Finsham et al ., 2004). En cuanto al ro l del investigador se muestra como m ás adecuado su papel como ob servador participante, y se asume, de entrada, su fuerte im plicación en la implem entación de la intervenció n (Reinking y Bradley, 2008). Se precisa, por otro lado, que la intervención educat iva esté sólidamente fundamentada tanto en el conocimiento del campo disciplinario donde se lleva a cabo, como en el conocim iento de una teoría del aprendizaje que englobe los procesos a reali- zar. En esta línea, los estudios de diseño pue de comprom eter a diferentes tipos de parti- cipantes en el diseño para ut ilizar sus diferentes experienci as en la producción y análisis de este, estando siempre involucrada en el proceso de investigación, aunque con carác- ter voluntario, la persona que actúa como docente (Barab y S quire, 2004). Durante las investigaciones ba sadas en el diseño no se de sarrollan grandes teorías de aprendizaje, m ás bien tienen un alcance teóric o m edio, pues son específicas para un dominio de aprendizaje y explicativas resp ecto del diseño considerado, aún cuando, estos desarrollos teóricos se consideran esen ciales para la mejora de la educación, en- tendida como proceso a largo plazo (Cobb et al ., 2003). En este sentido, toda investiga- ción de diseño lleva como propósito la produc ción de contribuciones teóricas, ya sea para precisar, extender, conva lidar o modificar te oría existente o pa ra generar nueva 103 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN un sistema delim itado en tiempo y espacio, que in teg ra actores, r elaciones e ins titucio- nes sociales (Neiman y Quaranta, 2006). Para Pérez Serrano (1994) el estudio de caso se presenta como un proceso heurístico de carácter descriptivo, un examen en profundi dad, sistem ático y holístico en torno a fenómenos o entidades singulares, mientras que es la interrelación entre los procesos y el escenario donde se desarroll an lo que dota del potencial investigador a esta m etodo- logía (Coller, 2005). Según Stake (2005) los estudios de caso buscan alcanzar una mayor comprensión de la realidad objeto de estudio, indagar en un determinado fenómeno, si tuación o colectivo o aclarar un tema o cuestión, por lo que plantea la enorm e variabilidad de maneras de lle- var a la práctica esta línea de actuación; por eso este autor d estaca com o carácter distin- tivo de esta metodología su foco en la par ticularidad y singularid ad, la explicación o descripción de cada caso dentro de su contexto natural de actuación. El conocimiento de lo particul ar en un contexto real dete rm inado se muestra como una seña de identidad de este enfoque metodológ ico, puesto de m anifiesto por varios auto- res: «Mediante este método se recogen de forma descriptiva distintos tipos de informa- ciones cualitativas, que no aparecen reflejadas en números sino en pala bras. Lo esen- cial en esta metodología es poner de relieve incidentes clave, en términos descripti- vos…» (Cebreiro y Fernández Morante, 2004; p. 666). Así, Walker (1983) destaca el dinam ismo de lo s estudios de caso que permite el análisis de unos incidentes y hechos específicos para captar los elementos que le dan significa- do, bajo lo que denomina “el examen de un ejemplo en acción”. En esta línea, Yin (2003) enfatiza la importancia de la contextu alización del objeto de estudio, al estable- cer que los estudios de caso son adecuados pa ra explicar las inte r acciones sociales en contextos particulares, cuando los límites de separación entre las variables de estudio y el propio contexto no s e muestran evidentes. Álvarez y San Fabián (2012), a partir de la s aportaciones de distintos autores han con- feccionado un catálogo de características básicas que presentan los estudios de caso y que los distinguen de otros enfoques metodol ógicos de corte cualitativo (tabla 3.1). Guba y Lincoln (1981, citado por Morales y Do mene, 2006) diferencian cuatro tipos de estudios de casos para la evalua ción en función del contenido: a) Hacer una crónica o llevar un reg istro de hechos/situaciones/procesos m ás o me- nos cómo han sucedido. b) Representar y describir situaciones. c) Enseñar, proporcionar conocimiento o instru ir sobre un caso. En ocasiones se ha utilizado como modalidad de aprendizaj e para la form ación, ya que permite es- tudiar situaciones-problemas concretos y tom ar decisiones ante es tos problem as. 110 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN Así se convierte el estudio de caso s en una técnica didáctica que perm ite un marco de discusión y debate sobre un caso. d) Evaluar o comprobar y/o contrastar los efectos, relaciones o circunstancias que se dan en una dete rm inada situación. CARACTERÍSTI CAS DE LOS ESTUDI OS DE CASO  Descripción contextualizada del objeto de est udio, lo que permite poner de ma nifiesto las relaciones entre un fenómeno o situación pa rticular y el escenario donde se desarro- lla.  Implican un análisis holístico de la realidad observada, donde el investigador debe pro- curar una visión profunda y com pleta y re flejando la complejidad de la misma.  Deben reflejar la peculiaridad y particularid ad de cada caso a través de una descripción densa y fiel del fenómeno o problema observado.  Presentan naturaleza heurística que debe facilitar la comprensión acerca del fenó meno objeto de estudio.  No presentan un enfoque hipotético: se observa y se extraen conclusiones.  Se centran en las relaciones e interacciones y por tanto, exigen la participación del in- vestigador en el desarrollo del caso: tanto los participantes como el investigador forman parte del caso.  Estudian fenómenos contemporáneos analiza ndo aspectos de interés de los mismos, lo que exige del investigador que se ma ntenga un tiempo suficiente en el campo.  Se dan procesos de negociación constante entre los participantes y el investigador: sobre los roles durante el estudio, el uso de la información obtenida, etc.  Incorporan múltiples fuentes de datos, lo que exige un análisis de los m ismos con carác- ter global e interrelacionado.  Se lleva a cabo un razonamiento de tipo induc tivo, lo que exige una descripción rigurosa y pormenorizada del proceso investigador seguido. Tabla 3.1. Caracterización metodológica de los estudios de caso (según Álvarez y San Fabián, 2012). Coller (2005) presenta una posib le tipología de casos a partir de seis parámetros: según el objeto de estudio, alcance, naturaleza, época de desarrollo, uso, número de casos. Ello hace que pueda hablarse de múltiples m odalid ades de estudios de caso: específicos, genéricos, ejemplares, únicos, típicos, hist óricos, contemporáneos, exploratorios, des- criptivos, explica tivos, múltiples, etc. De acuerdo a su naturaleza y ob jetivos, los estudios de caso abarcan una im portante variedad de técnicas de recogid a de inform ación cualitativa de dis tintas fuentes: obser- vaciones, análisis de documen tos, grabaciones en audio, ví deo, notas de campo, diarios, entrevistas, etc., donde los datos objeto de an álisis son las palabras y las imágenes que transmite los sujetos par ticipantes (C ebreiro y Fe rnández Morante, 2004). Aunque existe una red de criterios para dete rminar cuándo es c onveniente desarrollar una investigación educativa en términos de un estudio de ca sos (Álvarez y San Fabián, 2012), se muestra como una metodología partic ularm ente válida cuando se desea estu- diar fenómenos contem poráneos, con m últiple s facetas y variab les y fuertem ente de- pendientes del contexto donde se desarrollan, sobre los que el investig ador posee poca o nula capacidad de control o manipulación y donde el interés se centra en plantear y res- 111 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN ponder a preguntas explicativas del tip o “cómo” o “por qué” (Yacuzzi, 2005; Yin, 1989). En esta línea, es particularmente adecu ado para el análisis intensivo y profundo de unos pocos ejemplos de ciertos fenóm enos (Goetz y Le Compte, 1988). Son tres los rasgos que los estudios de caso aportan a la investigac ión de los fenómenos educativos (Cebreiro y Fernández Morante, 2004): a) Especial énfasis en las observaciones basa das en extensos inform es descriptivos b) Interés por la descripción de las conduc tas observadas en su contexto natural. c) Preocupación por la perspectiva de lo s participantes acerca de los hechos. A pesar de sus bondades y potencialidad en el campo educativo, como todos los m éto- dos cualitativos, el estudio de casos presen ta sus desventajas y limitacion es. Quizá las más recurridas en la literatura consultada sean, por un lado, la difi cultad de generaliza- ción y transferencia de los hallazgos y conc lusiones obtenidas a otros “casos” o pobla- ciones de muestra; y por otro lado, la subjet ividad del investigador y pérdida de rigor del proceso investigativo, aún cuando existe n formas de actuación para evitar o paliar estos problemas (Patton, 1987; Stake, 2005; W alker, 1983; Yin, 1989). Según lo expuesto, creemos que el enfoque me todológico basado en el estudio de casos se muestra oportuno a los objetivos de nuestra investigación; ahora bien, dadas las dis- tintas formas plantear los estudios de caso, debemos precisar que en este trabajo se plan- tean como estrategia para abordar el análisis minucioso de un pro ceso particular en co n- textos concretos, y cuya elección se basa en el interés que dicho est udio conlleva para el propio investigador. Desde esta premisa, debe mos recordar que part e de esta investiga- ción se focaliza en obtener inform ación rele vante acerca del diseño, puesta en p ráctica y evaluación de propuestas didácticas, la part icipación de los estudi antes y las actuaciones docentes, todo ello en el contexto real del aula. 3.2. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Como se ha indicado en el cap ítulo I, este tr abajo de tesis se enm arca en el proyecto de investigación COMPCIEN 10-16 (Blanco, España y González, 2010), en el que se ha desarrollado un enfoque para la planificaci ón y diseño de secuencias de enseñanza- aprendizaje que integre el desa rrollo de competencias con el tratam iento de prob lemas relevantes de la vida diaria (Blanco, Franco y España, 2015). El trabajo que aquí se expone es uno de los que se han utilizado para delim itar y des- arrollar dicho enfoque. En c oncreto, esta investigación supo ne su aplicación al desarro- llo de una propuesta didáctica centrada en el “consumo de agua de bebida envasada” como contexto para el d esarrollo de com pet encias científicas en la Educación Secunda- ria Obligatoria (ESO). 112 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN Consideramos que, tanto desde el punto de vi sta del diseño educativo como del desarro- llo de competencias, la utilización de este con texto plantea un reto que se concreta en encontrar respuesta a la siguien te pregunta de investigación: ¿Cómo utilizar el “consumo de agua de bebida envasada” como contexto para propiciar el desarrollo de competencias ci entíficas por parte de alumnado de la Educación Secundaria Obligatoria? Responder a esta pregunta requiere realizar un buen núm ero de concreciones y precisio- nes que iremos detallando. En primer lugar, resulta oportuno acotar cómo se entiende o se va a utilizar este contex to en el ám bito concreto de l diseño educativ o, lo que puede dar lugar a distintas e strategias instru ccionales. En este caso , se ha optado por el diseño de una secuencia didáctica, o secu encia de enseñ anza y apren dizaje (SEA), para la Edu- cación Secundaria Oblig atoria con el objeto de d esarrollar co mpetencias científicas d es- de un enfoque de enseñanza basada en el contexto. En segundo lugar, el desarrollo de una herra mienta educativa de estas características requiere articular los sig uientes tres aspectos fundam entales siguientes: a) El tratamiento educativo de un problem a de la vida diaria como es el consumo de agua de bebida envasada (embotellada) 2 . b) El desarrollo de competencias cientí ficas por parte de los estudiantes. c) La construcción de conocimiento científic o relevante en el currículum de cien- cias de la ESO, com o puede ser el relacionado con las disoluciones. De esta manera, la elaboración de este instru mento educativo, esto es, la planificación y diseño, la construcción y validación de la secu encia didáctica, se convierten en el foco central de esta investigación. Desde este pos icionam iento debemos encuadrar este traba- jo de tesis en el paradigma de las “investig aciones basadas en el diseño” presentado en el apartado primero de este capítulo. Bajo este paradigma m etodológico “la inves tigación” debe entenderse en dos sentidos diferentes. Por un lado, se requiere que el dise ño de la SEA esté basado en los resulta- dos de la investigación, es decir, que la tom a de decisiones al respecto esté basada en las evidencias disponibles sobre los tres aspectos antes citados que debe n quedar integrados y articulados en la SEA. Además, el propio proceso de implementación y evaluación de la SEA diseñada debe constituir una investigación, lo que requiere de la tom a de decisiones sobre cómo se va a desarrollar el seguimiento de su puesta en práctica y evaluación. Por las características de este trabajo se ha optado por una metodología de corte cual itativo basada en los estu-    2 Tal como se indicó en la nota a pie de la p ágina 9, en este trabajo se utilizan los términos “env asada” y “embot ellada” con un senti do equi valente y de m anera indist inta. 113 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN dios de caso, cuyos aspectos básicos también hemos presentado en el prim er apartado de este capítulo . 3.2.1. Las preguntas de investigación Con objeto de poder responder a la pregunta general de inve stigación antes formulada y de acuerdo con las características del problem a seleccionado, esta tesis se plantea res- ponder a las siguientes preguntas de investigación más concretas: A. ¿Constituye el “consumo de agua de bebida envasada” un contexto educativo adecuado para su utilización en la enseñanza de las ciencias? Abordar esta primera cuestión re quiere, en prim er lugar, an alizar “el consumo de agua envasada” desde una perspectiva amplia, con objeto de identificar qué dim ensiones del mismo tienen más potencialidad educativa; en segundo lugar, qué criterios se muestran relevantes e n este sentid o, y en concreto, qué argum entos didácticos pueden identificar- se al respecto. B. ¿Cómo integrar en una secuencia didáctica el tratamiento de aspectos concretos del consumo de agua de bebida, el desarroll o de competencias científicas por par- te de los alumnos y la construcción de conocimiento científico acerca de las diso- luciones? En el marco de las investigaciones basadas en el diseño responder a esta pregunta im pli- ca plantearse otras varias, que se detallan seguidamente: 1. ¿Qué situaciones relevantes del co ntexto se seleccionan para su tratamiento didáctico en el aula? 2. ¿Cómo entender el concepto de competencia científica? 3. ¿Qué enfoque/s de enseñanza elegir para el tratamiento didác tico del co ntexto en el aula y el desarrollo d e competencias? 4. ¿Qué dificultades de aprendizaje, concep ciones previas, creencias, etc., pueden estar implicadas en la enseñanza de los contenidos con el tem a a tratar? 5. ¿Qué modelo de planific ación de SEAs utilizar? C. ¿Qué sucede cuando se impleme nta la versión final de la secuencia didáctica en el aula? Responder a esta pregunta supone asumir un enf oque m etodológico para el seguimiento de la implem entación, optándose como se ha indicado anteriormente, por un estudio de caso y la descripción pormenorizada de su puest a en práctica. Se trata de valorar en qué 114 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN medida la p uesta en práctica se ajusta al diseño de la SEA y qué problem as y dificulta- des se plantean cuando se lleva al aula en c ontexto real, como el de un centro de educa- ción secundaria. D. ¿Es adecuada la secuencia didáctica para la finalidad prevista? Esta pregunta implicar valorar en qué m edida, ta nto el diseño com o la puesta en práctica de la versió n final de la SEA, responden a la finalidad prevista, teniendo en cuen ta la singularidad que representa un estudio de caso. Para ello, es necesario responder a las siguientes preguntas más concretas: 1. ¿Qué valoración hacen los estudiantes de la SEA? 2. ¿Qué valoración hace el profesor de la SEA? 3. ¿Proporciona la SEA oportuni dades para que los estudi antes aprendan sobre el problema del consum o de agua y propicie el desa rrollo de competencias científi- cas? 4. ¿Qué cambios o modificaciones se d eben plan tear en esta SEA tras su puesta en práctica? (en relación a su dise ño y su puesta en práctica). 3.3. ESQUEMA GENERAL Y ET APAS DE LA INVESTIGACIÓN Declarados el problema central de nuestra i nvestigación y las preguntas a resolver, así como las bases para su fundamentación m etodol ógica, en este epígra fe se detalla otro momento de interés del proceso investigativo como es su diseño, esto es, el plan sobre cómo abordar los interrogantes de la i nvestigación planteados en el apartado 3.2. Algunas de las preguntas de la investigación giran en torn o a la caracter ización del con- texto del agua de bebida embot ellada, otras al an álisis d e su posible trata miento educati- vo en el aula, mientras que un tercer tipo se re fiere a cómo integrar aspectos de este con- texto en una secuencia didáctica. La investigación se ha diseñado para aborda r de manera secuencial cada uno de estos aspectos clave, proceso que se resume gráf icamente en la figura 3.3. Como puede apre- ciarse la investigación se ha estructurado en dos grandes bloques, a los que nos referi- remos com o “estudios prelim inares” y “estudio principal”, respectivam ente. El proceso investigativo encuadrado en los estudios pre liminares recoge dos m omentos o etapas a destacar: el anális is del contexto y su posible tratam iento educativo. Así, y tras caracterizar el “consumo de agua de be bida envasada” como problem ática de carác- ter sociocientífico, se p lantea el an álisis de este contexto en térm inos de su potenciali- dad didáctica, para lo que se procede a real izar un inventario de opiniones, ideas y cre- encias de estudian tes de dist intos niveles educativos sobre el agua de bebida envasada (embotellada) y el agua de abastecim ien to de la red pública (agua del grifo). 115 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN Figura 3. 3. Est ructura y eta pas de la invest igación. Un segundo momento investigativo de importanc ia arranca con la selección y análisis de aquellas situaciones de enseñanza basadas en el contexto que pueden mostrarse rele- vantes para su tratamiento en el aula. A par tir de estos tópicos se proced e a la elabora- ción de unas primeras versiones de nuestra pr opuesta didáctica que abordam os, como se ha indicado anteriormente, en form a de secu encia didáctica. Estas p ropuestas se llev a- ron a la práctica durante dos cursos académ icos consecutivos con alumnos y alum nas de 4º ESO y 3º ESO, y comprenden sendos estudi os de caso. Dedicaremos el capítulo IV a la presentación de los principales resultados en relación con estos es tudios prelim inares. El estudio principal, núcleo cen tral de este trabajo, engloba el pr oceso de diseño y ela- boración de la versión final de la propuesta didáctica en to rno al consumo de agua em - botellada (que presentarem os en el capítulo V), así com o el análisis del seguimiento de su puesta en práctic a (capítulo VI) y valoraci ón (capítulo VII). El es tudio principal se llevó a cabo en el curso escolar inmediatam ente posterior a la conclu sión de los estudios preliminares. En el m ismo participaron estudi antes de 3º ESO y se desarrolla, igualmen- te, bajo el enfoque metodológico basado en los estudios de caso. Si bien el proceso de diseño de la in ves tigación, a efectos expositivos, se ha m ostrado en términos de una “sucesión continua” de m omentos de investigación, debemos preci- sar que las distintas acciones y tareas realizadas no se de sarro llaron de f orma lineal. De hecho, debemos recordar que uno de los p ilares metodológicos que sustenta nuestro trabajo se encuentra en el paradigma de la s investigaciones basada s en el diseño, donde ESTUDIOS PRELIMINARES ESTUDIO PRINCIPAL ANÁLISIS DEL CONTEXTO VERSIÓN FINAL DE LA SEA 3º ESO  Planificación y diseño Opiniones, ideas y creencias sobre el agua embotellada Elaboración Desarrollo y se g uimiento Situaciones de enseñanza basadas en el contexto TRATAMIENTO EDUCATIVO Evaluación Primeras versiones de la SEA 116 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN el proceso de investigación tien e lugar en ciclo s de intervención en el aula, análisis y rediseño (DBRC, 2003), tal como se muestra en la figura 3.4. Análisi s del  co ntexto  y tratam i ento didácti co DISEÑO Primera  versi ó n  SEA Implemen t ación  4º  ESO (2009/10) Anális is de  los  res u l ta d os REDI SE ÑO Segun da  versió n  SEA Impl em entación  3º  ES O (2010/ 11) Anális is de  lo s  resul tados RED IS EÑO Ve r s i ó n  final  SEA Impl em ent ación  3º  ES O (2011/ 12) Anál isis de  los res u l ta d os .  Conc lusion es Figura 3. 4. Pr oceso it erativo de la in vestigac ión: m omento s de análi sis, di seño e implement ación. La elección de los niveles edu cativos para la puesta en prác tica de las distintas ve rsiones de la secuencia didáctica fue intencional por parte del autor de la investigación. Así, se creyó oportuno que el primer diseño de la SEA fuera im plementado con estudiantes de 4º ESO (opción científica) por varios motivos. En prim er lugar, la materia de Física y Química en este curso tiene carácter optati vo, lo que suele traduc irse en un mejor ren- dimiento académ ico y en un mayor interés de lo s estudiantes hacia dich a disciplina. En segundo lugar, este alumnado había recibido una form ación más amplia en ciencias, y en concreto, había recibido instrucción en relación a las disoluciones com o sistemas materiales, por lo que se c onsideró de interés exam inar cómo aplicaban estos conoci- mientos de quím ica al contexto elegido. Puesto que el estudio cuantitativo de las disoluciones en esta etapa se su ele abordar con la materia d e Física y Quím ica, de carácter oblig atorio en 3º ESO, se consideró la nec e- sidad de presentar una segunda versión de nuestra SEA dirigida a este curso, con el ob- jeto de analizar de qué manera podían integr arse los aspectos del contexto del agua de bebida con la construcción de conocimiento quí m ico en torno al tópico de las disolucio- nes. En definitiva, la prim era versión de nuestra pro puesta didáctica u tiliza la problemática en torno al agua de bebida (embotellada y del grifo) com o contexto de aplicación de 117 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN conocimiento y se destina a estudiantes de 4º E SO. Una versión más completa, al pre- sentar la mism a problemática no solo como c ontexto de aplicación sino de construcción de conocimiento, se im plementa en 3º ESO (Blanco, Franco y España, en prensa). P or otro lado, esta doble implem entación nos perm itía com parar las opiniones de los estu- diantes con distintos perfiles en cuanto a madurez, rendim iento, intereses y conocim ien- tos acerca de la temática elegid a. En relación al estudio principal, para la implem entación de la versión final de la SEA se consideró que el tercer curso de ESO se mostraba com o el más adecuado, dado que el estudio de las disoluciones, bá sico en la propuesta didácti ca, quedaba vinculado curricu- larmente con este nivel, lo que exigía que el conocimiento quím ico quedara integrado de “forma natural” con el tratamient o de la problemática planteada. 3.4. PARTICIPANTES En este apar tado del cap ítulo se deta llan los part icipantes en cada uno d e los estudi os que forman parte del proceso investigativo. 3.4.1. Estudiantes que participan en la exploración y caracterización del contexto De acuerdo a lo indicado en el diseño de la investigación, para explorar las razones por las que los estudiantes eligen consum ir agua de bebida envasada com o alternativa al agua de la red pública e indagar acerca de la s opiniones y creencias sobre este producto, se cuenta con una muestra de 261 estudiantes de distintos niveles educativos, tal como se indica en la tabla 3.2. CURSO ESCOLAR NIVEL INTERVALO DE EDADES NÚMER O DE ESTUDIANTES CENTRO 2007/2008 (febrero) 4º ESO 15 – 16 años 20 IES LBS 2º Bachillerato 17 – 18 años 27 2007/2008 (ma yo) 1º Magisterio 18 – 22 años 59 UMA 2008/2009 (noviembre) 1º Magisterio 18 – 22 años 87 2009/2010 (abril) 3º ESO 14 – 15 años 68 (26 + 23+ 19) IES LBS IES LIT IES MAY Leyenda: IES LBS = IES Lu is Barahona de Soto ( Archid ona); UM A = Facult ad de Cienci as de la Educación de la Universidad de Málaga; IES LI T = IES Li toral (Málaga); IES MAY = IES Mayoraz- go (Málaga). Tabla 3.2. Participantes en el análisis del contexto (estudio preliminar). 118 CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Y DISEÑO DE L A INVESTIGACIÓN Entendemos que la muestra seleccionada es suficientem ente amplia abarcando, a lo lar- go de varios cursos escolares y distintos cen tros educativos, alumnado de m uy distintas edades y niveles de formación: estudiantes de 3º ESO, 4º ES O y 2º Bachillerato en todas sus modalidades (c ientíficas y no científicas), así como estudiantes de prim er curso de Magisterio, con una franja de edad predomin ante entre los 14 y 22 años, aunque en el estudio de Magisterio, particip aron estudiantes con más edad a la indicada (hasta 46 años). Esta elección se fundamenta en conse guir una holgada perspectiva sobre las ideas que maneja una am plia representación de es tudiantes acerca del consumo de agua de bebida envasada. 3.4.2. Estudiantes que participan en el desarrollo de la propuesta didáctica Para avanzar en el tratamiento educativo de l contexto, la segunda et apa de los estudios preliminares aborda el d iseño y elaboración de dos primeras versi ones de la propuesta didáctica en torno al consumo de agua de bebida em botellada. En su implementación y desarrollo en el aula particip aron 46 estudiantes de ESO a lo largo de dos cursos acadé- micos (4º curso y 3 er curso, respectivam ente). Por otro lado, en el es tudio principal, y en relación a la implementación de la versión de finitiva de la propuest a didáctica, partici- paron un total de 25 alumnos y alumnas de 3 er curso de ESO (tabla 3.3). ETAPA CURSO ESCOLAR GRUPO NÚMERO DE SESIONES NÚMERO DE ESTUDIANTES Estudios preliminares 2009/2010 (abril) 4º ESO A (ciencias) 4 23 (10 chicos y 13 chicas) 2010/2011 (marzo) 3º ESO B 7 20 (10 chicos y 10 chicas) Estudio principal 2011/2012 (ma yo) 3º ESO A 13 25 (4 chicos y 21 chicas Tabla 3.3. Participantes en el desarrollo de la propuesta didáctica. En todos los casos, la puesta en práctica de las distintas versiones de la secuencia didác- tica se llevó a cabo en el IES Luis Bara hona de Soto de Archidona (Málaga), donde ejerce como profesor de Física y Q uímica el autor de esta investigación, como ya se comentó en la Introducción de es ta memoria (capítulo I). Finalmente, indicar que los estudiantes part icipantes habían recib ido hasta el mom ento de la implem entación una enseñanza tradicion al en la materia de Física y Química, por lo que nunca habían trabajado con un enfoque de enseñanza para el desarrollo de com- petencias basado en el tratamiento de cont extos reales, según indagaciones informales realizadas por el profesor. 119 CAPÍTULO 4 ESTUDIOS PRELIMINARES 4.1. El “consumo de agua de bebida envasada” como contexto de ense- ñanza–apre ndizaje. 4.2. Explorando ideas, op iniones y c reencias sobre el consumo de agua de bebida embotellada. 4.3. Situaciones de enseñanz a basadas en el conte xto del agua de bebida envasada. 4.4. Tratamien to didáctico del contex to: pri meras propuestas didácticas. 4.5. Estudios preliminares : síntesis y conclusiones. CAPÍTULO 4. ESTUDIOS PRELIMINARES En este capítulo se presentan los estudios pr eliminares que di eron l ugar a la es truc tura y enfoque de la versión final de la secuencia de enseñanza y aprendizaje sobre el consumo de agua de bebida envasada que presenta rem os en el próximo capítulo. Las conclusio- nes que se derivan de estos estudio s preliminares contienen implicacion es importantes para el diseño de la versión final de la secuencia, como analizaremos posteriorm ente. En esta propuesta didáctica se plantean di ferentes situaciones de enseñanza-aprendizaje relacionadas con el consumo de agua de bebi da envasada, com o eje para contextualizar contenidos de ciencia y para el des arrollo de competencias científicas. Así, con estos estudios preliminares se ha pretendido iden tificar las “necesidades” de la secuencia didáctica, en el sentido de preparar el futuro proceso de diseño, así como clarificar y documentar esta fase preparato ria. De esta ma nera, los estudios preliminares se centra- ron en cuatro importantes aspectos: a) Análisis del “consumo de agua de bebida envasada” como posible contexto edu- cativo. b) Exploración acerca de lo que los estudiantes saben o conocen sobre el problema que iba a ser objeto de atención en la secu encia didáctica, esto es, sobre el con- sumo de agua de bebida em botellada. c) Identificación de situaciones y prob lemas del contexto relevantes p ara su trata- miento didáctico en el aula, en forma de posibles situaciones de enseñanza. d) Diseño y desarrollo de unas primeras vers iones sobre el tratam iento didáctico de esta problem ática en el aula. De acuerdo a lo indicado, el capítulo se estruc tura en cinco apartados. En el primero se presentan los argumentos educativos m ás rele vantes que justifican y fundamentan la elección del “consumo de agua de bebida en v asada” como posible contexto educativo útil y adecuado para la enseñanza y e l fomento de com petencias científ icas. En el segundo apartado se exploran las opi niones, ideas y creencias más importantes que manifiestan estudiantes de distintos nivele s educativos (3º y 4º ESO, 2º Bachillerato 129 CAPÍTULO 4. ESTUDIOS PRELIMINARES y primer curso de Mag isterio) sobre el cons um o de agua de bebida envasada (embote- llada). En el tercer apartado se identifican y sel eccionan posibles situaci ones de enseñanza re- lacionadas con el contex to del agua embote llada que pueden m ostrarse relevantes para los estudiantes, y que deben formar parte de nuestra propuesta educativa. En el cuarto apartado se exponen algunas carac terísticas del diseño y elaboración de las primeras versiones d e la secuencia de en señanza-aprendizaje, y se m uestran algunos resultados del seguimiento de su desarrollo y puesta en práctica. En el quinto, y últim o apartado, se presenta una síntesis de lo s principales resultados del proceso llevado a cabo en estos estudios pr eliminares, y se apunt an algunas conclusio- nes de interés para el diseño de la vers ión final de nuestra secuencia didáctica. Finalmente, indicar que en el p resente cap ítulo se abordará la prim era d e las pregun tas de investigación p lanteadas en este trabajo (véase capítulo III): ¿Constituye el “con su- mo de agua de bebida envasada” un contexto educativo adecuado para su utilizac ión en la enseñanza de las ciencias? (Pregunta A). 4.1. EL “CONSUMO DE AGUA DE BEBIDA ENVASADA” COMO CONTEXTO DE ENSE ÑANZA–APRENDIZ AJE Como hem os puesto de manifiesto en el marc o teórico (capítulo II), el diseño de pro- puestas educativas desde un enfoque de ense ñanza contextualizada requiere, como tarea previa importan te, la identifica ción y selecc ión de aquellos contextos y situaciones en los que cobre sentido lo que se enseña y lo que se aprende (Caam año, 2011; García Re- tana, 2011; Herreras y Sanm artí, 2012). Además, su tratamiento didáctic o en el aula no solo debe mostrarse adecuado para el desarr ollo de com petencias científicas, sino que por su propio valor educati vo puedan resultar relevantes pa ra los estudiantes (Per re- noud, 2012). Existen numerosas situaciones de la vida di aria que podrían ser foco de atención por su interés y relevancia para los estudiantes. En el proyecto de investigación en el que se enmarca este trabajo de tesis, COMPCIEN 10-16, se han identificado distintos contex- tos relevant es de la vida diaria en los que se p uede desarrolla r y aplicar las distin tas competencias científicas (Blanco, España y Rodríguez, 2012; España, Blanco y Rueda, 2012). Más particularmente, en este proyecto se analiza el desarro llo de com petencias científicas en el tramo 10–16 años m ediante el tratamiento de problem as relevantes del entorno sociocultural de los alumnos y alumnas (Blanco, España y González, 2010). Los dilemas sociales, y en par ticular, aquellos que están es trechamente relacionados con la ciencia vienen siendo recursos recurrent es ta nto en la inves tigación didáctica como para su implem entación en el aula en forma de propuestas didácticas (Díaz y Jim énez- Liso, 2012). Los problemas socio-científicos en los que existen grandes dosis de con- 130 CAPÍTULO 4. ESTUDIOS PRELIMINARES troversia son objeto de atenci ón en la Didáctica de la Ci encias Experimentales como contextos adecuados para la enseñan za y apre ndizaje de la ciencia, e incluso, para ha cer frente a los nuevos desafíos que surgen de una enseñanza basada en el desarrollo de competencias (Lupión y Prieto, 2005; Pr ieto, 2004; Prieto y E spaña, 2010). En esta investig ación p artimos de la prem isa de que el “consum o de agua de bebida envasada” puede brindar un conjunto de situac iones y problemas de interés que lo con- vierten en un contexto con potencial educa tivo, esto es, relevante y adecuado para in- corporar propuestas didácticas. Opinam os que ciertas controversia s asociadas con el consumo de agua de bebida em botellada co mo alternativa al agua de la red pública (agua de l grifo) son consi der adas de in teré s por parte de la ciudada nía, con importantes repercusiones en diferentes aspectos de la vi da diaria de las personas, por ejemplo, en el ámbito de la salud (Ferrier, 2001), pero tam bién a nivel social con importantes im plica - ciones económicas y m edioambientales (A rnold y Larsen, 2006; Gleick y Cooley, 2009). No obstante, y aunque el agua embotellada se considera un producto cotidiano y presen- te en la vida diaria del e studiante su util ización como temática para abordar la enseñan- za de las ciencias debe considerarse escasa. De esta manera, la pr opuesta didáctica que presentamos representa un proyecto de innov ación educativa en cuan to a la utilización educativa de este contexto en sí, como al desarrollo y fom ento de competencias científi- cas a partir de su tr atamiento en el aula. Antes de presentar las razones que nos llevan a considerar la potenci alidad de este con- texto desde el punto de vista educativo, y con objeto de ofrecer un adecuado marco para su comprensión, presentarem os seguidamente algunas consideraci ones acerca del con- sumo de agua de bebida em botellada como problema tecnocientíf ico y su relevancia social. 4.1.1. El “consumo de agua embotella da” como controversia socio-científica Para Jiménez Alexaindre (2010) son cuestione s o problemas socio-científicos aquellos dilemas o controversias sociales que tienen en su base nociones científ icas, pero que implican, por su naturaleza, a otros cam pos a nivel económico, polít ico, cultural, ético, medioambiental, etc. Este tipo de disyuntivas devienen en problem as complejos por su carácter abierto y multidisciplinar, p ara los cuales el conocimiento científico no siem pre aporta respuestas claras por las diferentes pe rspectiva s en cuanto a su interpretación y planteamiento, y donde distintos puntos de vista y opiniones enfr entadas ocupan un pa- pel central (Albe, 2007; España y Prieto, 2010). Un problema que afecta a los ciudadanos, en par ticular en lo s países des arrollados, es el de decidir de manera responsable y fundament ada qué tipo de agua de bebida es m ejor consumir, del grifo o envasada (em botellada): la controversia ya vi ene de lejos (Ferr ier, 2001). 131 CAPÍTULO 4. ESTUDIOS PRELIMINARES Necesitamos agua para q ue nuestro cuerpo f uncione correctam ente, pero muchos ciuda- danos suelen dudar, con razón o no, de la seguridad del agua de abastecimiento público, considerada como un tipo de agua “poco sa ludable”. Por otro lado, las continuas cam - pañas de marketing por parte de las empresas embotelladoras y la influencia de la publi- cidad (figura 4.1), entre otros factores, han hecho que de manera importante m uchos ciudadanos aumenten su interés por el agua de consum o embotellada, apreciada por su “pureza” y en el cuidado de la salud (Da Cruz, 2006). Figura 4.1. ¿Las maravillosas propiedades del ag ua embotellada? (Tomado d e Gavidia, 2009). En las últimas décadas venim os asistiendo al fenómeno del importante aum ento, a esca- la mundial, en el uso de agua de bebida em botellada, de manera que un producto de consumo que apenas existía h ace unas pocas dé cadas se ha convertido en un elemento casi indispensable de nuestro modo de vida, que los consum idores perciben como una alternativa de superior calidad al agua or dinaria que podem os obtener del grifo (Ferrier, 2001; Royte, 2008). En paralelo al crecim iento en la utilizac ión del agua embotellada aumenta tam bién la controversia sobre su empleo (Arnold y Larsen, 2006), motivo de im portantes polémi- cas, debates y conflictos entre los distintos agentes im plicados: ciudadanos, investigado- res, empresas em botelladoras (figura 4.2). 132 CAPÍTULO 4. ESTUDIOS PRELIMINARES Figura 4.2. ¿Agua embotellada completa mente natural? (Fuente: El Mundo, 2004) . Como problem a socio-científico las im plicaci on es y polémicas que se asocian con el consumo de agua em botellada afectan a los ciudadanos a escala planetaria. Seguidam en- te indicamos algunas cuestiones controvertidas en torno a dicho consumo, de acuerdo a la literatura consultada:  ¿Necesitamos consumir agua em botellada para estar m ás sanos? ¿Hidrata más o mejor nuestro cuerpo ? ¿Adelgaza el agua em botellada? ¿Es necesaria el agua embotellada para m antener una dieta e quilibrada? ¿ Representa el agua embote- llada un producto para el cuidado de la salud? ¿R epresenta un producto puro y natural con absolutas garantías de segur idad? ¿Es el agua embotellada un agua de mayor calidad frente al agua del g rifo? ¿ Es “científica” la public idad del agua embotellada?  ¿Es inocua la industria del agua embotell ada? ¿Se puede privatizar el agua? ¿Es un problema geopolítico la comercializac ión del agua? ¿Qué costes medioam - bientales implica el consum o de agua em botellada? ¿E s necesario transportar agua embotellada a m iles de kilómetr os desde su plan ta em botelladora?  ¿Es ético vender agua embotellada para mascotas m ientras que parte de la po- blación mundial no tien e acceso al agua potab le? ¿Es ética la apropiación territo- rial del agua por las grandes empresas? ¿ Es ética la consideración del agua como mercancía en vez de como derecho hum ano? Como se observa, el co nsumo de agua em bot ellada conllev a importantes im plicaciones a nivel personal, en relación al cuidado de la salud, de tipo socioeconóm ico, medioam- bientales, políticas y éticas (Ferrier, 2001; Velásquez y Di narés, 2011). Los aspectos 133 CAPÍTULO 4. ESTUDIOS PRELIMINARES citados requieren por parte de los ciudadanos la toma de decisiones en asuntos relevan- tes que afectan a sus vidas, conformando un escenario donde el acceso a la información, la ciencia y la tecnología juegan un pape l importante (Jim énez y Otero, 2012), en cuya toma de conciencia se involucran los valore s, las actitudes y creencias de los consumi- dores (Rodríguez Mora y Blanco, 2009, 2012). Si la utilización del agua embotellada com o mercancía es uno de los fenóm enos de ma- yor crecimiento en los últim os años en t odo el mundo, en igual m edida crece el interés hacia las implicaciones y controversias sobr e su empleo (Arnold y Larsen, 2006; Gleick y Cooley, 2009). Así, en relación al consumo de agua em botellada se han desatado en el mundo múltiples debates y desde distintas persp ectivas: impacto sobre la salud (Shotyc, Krachler y Chen, 2006); impacto medioam bie ntal (Denehy, 2008; W ilk, 2006); impacto económico; im pacto social y cultural (Ceron, 2010). Ahora bien, es cierto que muchos de esto s análisis son relativam ente novedosos y bas- tante complejos, para los cual es no existen, o se disponen de pocos, estudios rigurosos. No podemos negar las distintas vertientes y dimensiones asociadas con la cultura del agua embotellada. Seguidamente presentarem os algunos de estos aspectos con m ayor profundidad. 4.1.1.1. El agua como mercancía: el negocio del agua embotellada Aunque hemos crecido bebiendo agua directamente del grif o en la actualidad muchos de nosotros preferimos pagar por beber agua em bot ellada. Hemos aprendido a aceptar que debemos pagar por disponer de un producto qu e puede obtenerse todavía de form a casi gratuita en los grifos de nuestra s casas (Lee y Carter, 2012; Wilk, 2006). Según Ferrier (2001) el agua embotellada irrump e de m anera masiva en los m ercados en la década de los años 70 (no hace m ás de 50 años) cuando las grandes corporaciones d el sector de bebidas envasadas, comienzan a vi slu mbrar en el “agua como m ercancía” un lucrativo negocio asociado con su privat ización, producción y distribución m asiva. Desde entonces, el cons umo de agu a de bebi da em botellada no ha parado de crecer año tras año, y de acuerdo con el Worldwatch Institute , el consumo m undial de agua embo- tellada se ha cuadripli cado desde 1990 (WWI, 2007). El volumen de consum o mundial de agua de bebida embotellada en 2013 se estim ó en cerca de 300 m il millones de litro s según datos de la International Bottled Water Asso- ciation (Rodwan, 2013), y se prevé un aum ento de más de 150 mil m illones de litros para los próximos diez años (figura 4.3), de acuerdo con un estudio realizado por la consultora de mercado Zenith International (Wilton, 2014). 134 CAPÍTULO 4. ESTUDIOS PRELIMINARES Figura 4. 3. P revisi ón m undial de aum ento e n el c onsum o agua de be bida em botella da en l a década 2011– 2021 (fue nte: Wilton , 2014). Con estos resultados, no es de extrañar que desde el punto de vist a económico el merca- do del agua embotellada se haya converti do en un m ultimillonario nego cio, situándose como la segunda o tercera m ercancía legal que más dinero mueve en el m undo después del petróleo y el café (Herráiz, 2006; Velás quez y Dinarés, 2011), con una cifra de ne- gocio en 2014 superior a 120 mil millon es de euros en todo el m undo y con un creci- miento exponencial de m ercado en la últi ma década (BMC, 2014). Este crecim iento ha convertido al agua embotellada en una verd adera “bebida global” presente en los mer- cados de todo el mundo e incluso en los rincones m ás remotos del globo (Wilk, 2006; Rodwan, 2013). Este rápido y sostenido crecimiento puede re sultar sorpren dente cuand o el precio de venta del agua embotellada puede llegar a ser hasta 10.000 veces superio r para el mismo volumen de agua obtenida de la red púb lica (Herráiz, 2006; IB WA, 2014; Olson, 1999). De acuerdo con un informe de la Organización de Consum idores y Usuarios en España (OCU, 2006) el metro cúbico de agua em bot ellada cuesta de media unos 340 €, m ien- tras que la misma cantidad de agua co rriente tendría un coste de sólo 1,5 €. Pero este mayor coste n o parece disuadir a los consum idores españoles y según la Eu- ropean Federation Bottled Wa ters , el consumo per cápita en España alcanzó en 2013 los 113 litros, situándose como séptim o c onsumidor europeo (figura 4.4) y noveno con- sumidor m undial, si bien y según la misma fuente citada, en 2011 España se situaba como tercer consum idor europeo sólo supe rada por Italia y Alemania con un consumo per cápita de 107 litros (EFB W, 2014), y un volum en de ne gocio superior a los 900 mi- llones de euros (ANEABE, 2014). 135 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Espacios y recursos materiales En relación a los espacios utili zados buena parte de las sesion es transcurrieron en el aula ordinaria de clase. Sin em bargo, la sesión in icial y algunas de las sesiones finales se desarrollaron en el Aula de Usos Múltip le s para que el grupo contara con el apoyo de una pizarra digital interactiv a (PDI) y de equipos multim edia, mientras que las expe- riencias de cátedra tuvieron lugar en el Laboratorio de Química. Debemos hacer constar que si bien el aula ord inaria del grup o es un aula TIC dotada de ordenadores de sobremesa (uno para cada par de alumnos), durante el desarrollo de la secuencia se pudieron utilizar muy poco por los continuos problem as técnicos y de co- nectividad aparecidos. Esta situación sobr evenida implicó que apenas se pudiera hacer uso de la secuencia en formato web. No obsta nte, cuando fue necesaria la consulta de la web los estudiantes tuvi eron acceso a los orde n adores portátiles d e la dotación TIC del centro (en este caso uno por alumno), aunque igualmente surgieron importantes pro- blemas de conectiv idad. En cuanto a la organización del aula el tipo de mobiliario presente condicionó la posibi- lidad de agrupamiento de los estudiantes. El au la ordinaria de clase, al ser un aula “tipo TIC”, solo disponía de grande s mesas fijas al suelo que no favorecía el trabajo en pe- queños grupos o agrupamientos m ás flexibles. Por tal motivo, m ientras el grupo perma- neció en el aula ordinaria de clase, y de acu erdo con el tip o de tarea a desarrollar, se optó por trabajar preferentemente en gran grupo, bien de form a individual o formando parejas. Por el contrario, en algunas de las sesiones que se desarrollaron en el Aula de Usos Múltiples se optó por dividir la clas e en pequeños grupos de trabajo (con un máximo de cinco estudiantes) para desarro llar las tareas pl anteadas. Como se verá más adelante el profesor prefirió no intervenir en la formación de estos pequeños grupos, formándose normalmente por afinid ad entre los participantes. Días antes de com enzar la implem entación el autor de este trabajo informó a los estu- diantes de los que se pretendía, indicándoles que iban a ser partícipes en un proyecto de investigación educativa (COMPCIEN 10-16) en colaboración con la Universid ad de Málaga, lo que levantó cier to revuelo y expectación, capta ndo de form a inmediata el interés de la mayoría de los estudiantes, que com enzaron a preguntar por m ultitud de detalles sobre lo que se iba a hacer. El profesor aprovechó este en tusiasmo inicial para detallar la finalidad de la propuesta educativa y su temática, inform ándoles de que utilizarían una metodología diferente a la que se venía utilizando en clase. Igualm ente, puso de manifiesto el im portante protag o- nismo que les correspondía e instó al grupo a que colaborara con las tareas y actividades para el adecuado desarrollo de la experienci a. Asimismo, les informó de que las sesio- nes de clase iban a ser grabadas en vídeo por un observador externo, lo que levantó al- gunas protestas por partes de algunos estudiantes que fuer on atendidas y debidam ente aclarada su necesidad por parte del profesor. 238 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA En todas las sesiones estuvo presente el autor de esta tesis, profesor de la materia de Física y Química, desempeñando además el rol de investigador a m odo de observador participante. 6.2. DESARR OLLO Y SEGUI MIENT O DE LA SECUENCIA DIDÁCTI CA EN EL AULA. EL INFORME DE LA PUESTA EN PRÁCTICA Para realizar el seguimiento, descripción y an álisis de la puesta en práctica hem os utili- zado la información recogida por el conjunto de instrum entos de prim er orden que ya fueron indicados en el marco m etodológico de esta investigación ( capítulo III). No obs- tante, estimamos oportuno dedicar unos breves párrafos a recordar algunos aspectos de interés en relación a la u tilización de es tos instrum entos para el seguimiento. De acuerdo con los propósitos de esta investig ación, como instrum ento principal para la obtención de información sobre el desarrollo de la intervención didáctica se recurrió a la grabación en vídeo, aunque asumiendo “el peli gro metodológico” que conlleva el m ane- jo del exceso de datos de un vídeo (Seide l, Prenzel y Hoffman, 2001). De esta m anera, se convino con el grupo en gr abar cada una de las sesiones de clase, bien por un obser- vador externo, miem bro del proyecto de i nvestigación COMPCIEN 10-16 enviado a tal fin por la Universidad de Málaga, o en su ause ncia, por el profesor autor de este trabajo. Al respecto, se obtuvieron las pertinentes au torizaciones escritas de los participantes y se inform ó debidamente sobre la ex periencia a las resp ectivas f amilias. El conten ido de estas grabaciones fue minuciosam ente analizado e interpretado por el autor para apoyar y justificar la descripción que se realiza de cada sesión y de las situaciones m ás relevan- tes que en ella ocurren. Para complem entar la recolección de datos en soporte audiovisual el docente llevó un registro escrito de observación del desarrollo de las sesiones, confor mando el diario del profesor investigador (disponible en el ane xo IIIC a esta memoria de tesis), donde que- daron recogidas circunstancias generales de organización, así como distintos aspectos del desarrollo de la secuencia didáctica y de la dinámica de la clase en relación con las distintas tareas desarrolladas (conductas, im p licación y grado de participación, comenta- rios de los estudiantes, etc.), narrados desd e el punto de vista del profesor. Igualmente, recordam os que la confección de este diario se basó, principalm ente, en las recom enda- ciones de autores como Porlán y Martín (1999) y Pro (2011b). Otro documento básico para la descripción de las sesiones de clase lo constituye las producciones de los alumnos, y de manera pa rticular el cuaderno de trabajo. Com o se indicó en el capítulo V (sobre el diseño final de la secuencia didáctica), el cuaderno d e trabajo se estructuró conveni entemente para que recog iera todas las respuestas de los estudiantes, quedando de esta forma documen tada la actividad desarrollada y consti- tuyéndose en una importante herr amienta para el análisis y valoración del trabajo des- arrollado en el aula. 239 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Finalmente, y a partir de los instrumentos se ñalados, se elabora el informe de la puesta en práctica de la versión final de la SEA el c ual contiene tanto la descripción detallada de las trece sesiones de clas e que fueron necesarias para su implementación, como valo- raciones y análisis sobre su de sarrollo. El relato de las situ aciones observadas en el aula está realizad o por el pro pio profesor participante quien explica lo que acontece utilizan- do un estilo indirecto, a modo de “observador externo” que ordena, encadena, segmenta y describe los sucesos y particularidades que observa en el aula. Pa ra la narración de los acontecimientos observados durante la expe riencia educativa se ha optado, fundamen- talmente, por el uso de formas verbales en tiempo presente para dotarla de un mayor dinamism o y claridad expositiva. Seguidamente, proced eremos a la descrip ción porm enorizada de cada una de las sesio- nes de la puesta en práctica. Con el objeto de facilitar su seguimiento cada una de estas sesiones se presentará estructurada en dos partes. En la primera aparece una sinopsis general de su contenido: tareas, actividades realizadas, estrategias didácticas utilizadas, contribución de cada actividad al fom ento de las competenci as cien tíficas, etc. En una segunda parte se procederá a una descripción exha ustiva y pormenorizada de cóm o se desarrollaron esta s activ idades durante la se sión y de las distin tas situaciones ob serva- das, con algunas valoraciones y comentario s del propio profesor observador. C omo podrá observarse a lo largo de la puesta en prác tica el tratam iento de la lectura, en sus diferentes modalidades, como instrum ento de aprendizaje y la expresión oral van a constituir una parte importante del desarro llo en el aula de la secuencia de activ idades. 240 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA 6.2.1. Sesión 1 Contenido de la sesión Miércoles, 2 mayo de 2012 11:45 h – 12:45 h Aula de Usos Múltiples CONTENIDO DE LA SESIÓN 1 INTRODUCCIÓN: ¿POR QUÉ ES IMPO RTANTE PLANTEARSE ESTA CUESTIÓN? Interrogante abordado: ¿Por qué es importante plantearse el consum o de agua de beb ida embotellada? ACTIVIDADE S DESARROLLADAS ESTRATEGIA DIDÁCTICA OBJETIVOS DIDÁCTICOS CC (*) A . 0 . 1 . P a r a c a p t a r e l i n t e r é s d e l o s estudiantes el p rofesor, apoyándos e en una presentación de diapositivas, muestra diferen tes vertien tes as ocia- das al consumo de agua embotellada. Justificación del tema Explicación del profesor apoya- da con TIC. Lectura en gran grupo. – Tomar conciencia de las distintas dimensiones implicadas en el con- sumo de agua de bebida embote- llada. – Entender la cultura del agua embo- tellada como fenóm eno social con múltiples debate s asociados. ---- TAREA 1: ¿CUÁLES SON TUS IDEAS SOBRE EL AGUA EMBOTELLADA? Interrogantes abordados: ¿Cuáles son para ti las diferencias entre el agua de bebida embotellada y el agua del grifo? ¿Cuáles son tus razones para co nsumir agua de bebida embotellada? ACTIVIDADE S DESARROLLADAS ESTRATEGIA DIDÁCTICA OBJETIVOS DIDÁCTICOS CC (*) A.1.1. Cumplimentación d e un cues- tionario para que los estudiantes pongan de manifiesto sus hábitos de consumo de agua embotellada y las razones por las que lo hacen. Trabajo Individual. – Explicit ar las ideas y creencias acerca del consu mo de agua de be- bida embotellada. ---- A.1.2. Puest a en co mún. A partir de las aportaciones del alumnado se confecciona un catálogo con las ideas y creencias más relevantes detect adas en relación con el consumo de agua de bebida embotellada. Trabajo en gran grupo. – Identificar las ideas y creencias m ás relevantes sobre este tema. – Confeccionar un catálogo de ideas y creencias sobre el agua embotellada. ---- Interrogante abordado: ¿Cuáles de estas ideas pu eden ser científicamente contrastadas? ACTIVIDADE S DESARROLLADAS ESTRATEGIA DIDÁCTICA OBJETIVOS DIDÁCTICOS CC (*) A.1.3. En relación con el catálogo anterior, ident ificación d e ideas y creencias que pueden s er cient ífica- mente investigad as. Motivación para seguir aprendiendo. Trabajo en gran grupo. – Analizar situac iones cot idianas. – Reconocer preguntas que pueden ser investigadas desde la cien cia (cues - tiones científi cas). Identificación de cuestiones científicas . – I1 A.1.4. El profesor pone de man ifiesto la importancia del conocimiento científico para ayudar a cono cer mejo r el a gua de b ebi da y to mar decisiones más fundamentadas sobre su consumo. Explicación del profesor. – Valorar la importanc ia del cono ci- miento científico para mejorar y ampliar la comprensión del mundo donde vivimos. ---- (*) Principal contribución de la actividad al desarrollo de com petencias cien tíficas, cat egorizada en términos del esquema de PISA en ciencias 20 06 (OCDE, 2006a). Véase tab la 5.1. En esta primera sesión de clase se desarrol lan de form a completa la introducción y la tarea 1 de la secuencia, con un total de ci nco actividades, que componen la primera de las fases contempladas para el desarrollo de la SEA ( orientación y explicitación de ide- as previas ). En la activid ad de introducción el profesor presenta la secuencia didáctica objeto de esta experiencia y justifica por qué se ha elegido el contexto de l “agua de bebida em botella- 241 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA da” para plantear la SEA. El resto d e la clase se utiliza para el desarro llo de la ta rea 1 en la que se exploran los hábitos de consumo de agua de bebida embotellada y las ideas y creencias que los estudiantes m anifiestan sobr e este consumo, a la vez que se trata de confrontar algunas de estas creencias desd e el punto de vista de la ciencia. La sesión tiene lugar en el Aula de Usos Múltip les para contar con el apoyo de los re- cursos audiovisuales necesarios para su correcto desarrollo. Descripción de la sesión El profesor comienza la cl ase recordando a los estudian tes que durante los próximos días se va a llevar a la práct ica una experiencia de innovaci ón educativa en colaboración con la Universidad de Málaga, tal como ya adelantó la sem ana pasada, y les pide su colaboración y ayuda para que esta experien cia se desarrolle de la m ejor manera posi- ble. Les informa que la experiencia educativa va a consistir en el desa rrollo de una unidad didáctica que utiliza distintos aspectos rel acionados con el consumo de agua de bebida embotellada com o eje para desarrollar contenid os de ciencia, y en particular, de quími- ca: «vamos a estudiar química pero lo vamos a hacer de forma diferente a como lo ve- nimos haciendo en el aula» . El docente insiste en que además de desarr ollar contenidos de química –relacionados con el aprendizaje de las di soluciones–, se pretende tamb ién que los estu diantes apren- dan sobre el contexto del agua de bebida, como por ejem plo, qué diferencias hay entre el agua embotellada y el agua del grifo. La propuesta educativa que se presenta lleva por título ¿E s necesario consumir agua embotellada? (Conociendo el agua que bebes). El profesor reparte los cuadernillos de trabajo y pide a los estudiantes que consulten el índice para presentarles una panorámica de las siete tareas que componen la unidad didáctica. Les comenta que toda la informa- ción contenida en el cuadernillo también se encu entra disponible en formato web, por lo que ambos form atos se utilizarán indistintamente. «Con la presencia de la cámara y de observadores externos el grupo parece algo desorientado. Para dar una visión de conj unto de la unidad y de las actividades hemos leído y repasado el índice. No ha habido preguntas sobre esto ni han mani- festado curiosidad sobre lo que vamos a estudiar aunque tampoco se han quejado. Tenía previsto haber sondeado la opinión de los estudiantes pero algo agobiado por cumplir con lo previsto se me ha olvidado hacerlo». (Diario del profesor observador) Tras estos minutos de tom a de contacto, el pr ofesor presenta la prim era actividad de la secuencia, actividad A.0.1, con la que se pr etende centrar la aten ción del grupo, a la vez que se plantea la importancia soci al del tem a elegido (figura 6.2). 242 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Figura 6. 2. La activida d que int roduce la SEA s obre el c onsum o de ag ua em botella da. Con ayuda del proyector digita l el profesor enseña al grupo una presentación de diaposi- tivas que contiene distin tas imágenes rela ci onadas con el consum o de agua de bebida embotellada, algunas de las cuales se m uestran, a título de ejemplo, en la figura 6.3. A petición del docente los estudiantes colaboran leyendo la información que acom paña a las distintas im áge- nes, quien trata de dinamizar la clase realizand o frecuentes preguntas acerca de su contenido: ¿a qué se refiere?, ¿qué se ve?, ¿con qué relacio- náis esta diapositiva?... , aunque pocos estudian- tes participan en esta dinám ica. 243 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Figura 6.3. Algunas de las diapositivas u tilizadas en la actividad A.0.1. Además de la función motivadora de esta activ idad, su utilidad prin cipal es la de hacer más conscientes a lo s estudiantes de las pos ibles dim ensiones que se pueden relacionar con la “cultura del agua em botellada” com o fenóm eno social. Las diap ositivas que se muestran contienen im ágenes que se eligen intencionalm ente com o representativas de algunas de estas dimensiones: su elevado c onsumo en continuo aumento año tras año, su mayor precio en comparación con la del grif o, su relación con el cuidado de la salud, presencia de “agresivas” campañas de m arke ting para el fomento del consumo, proble- mas m edioambientales derivados de un consumo masivo, consum o ético, etc. El profesor opina que es nece sario que estas situaciones se hagan explícitas, las cuales muy posiblemente pasen desapercib idas para los estudiantes, ajeno s a este tipo de dile- mas ya que el agua em botellada forma parte de su vida cotidiana. De los diferentes as- pectos sobre el agua embotellada que van su rgiendo, el profesor registra una “especial reacción” del grupo (en forma de com entarios espontáneos) cuando, en relación con una de las diapositivas, comenta el pre cio que puede llegar a alcanzar a lgunas m arcas de agua mineral, situación que el profesor registra en el diario de clas e: «Un comentario mío sobre el precio que pue de alcanzar el “agua de lujo” (el agua de las estrellas) de la marca noruega VOSS, una de las más caras del m undo, les ha llamado bastante la atención, en particular, cuando les he dicho que hay rumores de que se trata en realidad de agua del grifo purificada. Es posible que este comen- tario les haya permitid o ser más conscientes de la cantid ad de aspectos que giran en torno al negocio del agua embotellada». (Diario del profesor observador) Para finalizar esta primera ac tividad el profesor pide al grupo que le ayude a realizar una síntesis de las dis tintas dimensiones que aparecen en la p resentación, y plantea a los estudiantes cómo el conocim iento científico, y en particular de la química, les puede ayudar a conocer y valorar mejor estos aspectos para la toma de decisiones más funda- mentadas. 244 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA En el siguiente extracto del di ario de clase el prof esor indi ca su percepció n sobre el de- sarrollo de esta ac tividad : «He ido guiando al grupo y creo que se ha en tendido bien el propósito de la activi- dad, aunque los estudiantes parecen todavía algo desorientados». «Se muestran colaboradores pero poco par ticipativos cuando les pido que comenten lo que ven. He tratado de no expresar opi nión alguna sobre el co ntenido de las dia- positivas que pueda “inducir” al grupo; por el contrario, he insistido en que la fi- nalidad de esta actividad no es conv encerles “de que no beban agua embotellada”, sino de que conozcan mejor algunos aspectos que hay detrás de este producto». (Diario del profesor observador) Terminada la presenta ción de diapositiv as el prof esor solicita la colaboración d e varios estudiantes para que lean en voz alta los párrafos de intr oducción que aparecen en la página 3 del cuadernillo. El profesor rea liza fr ecuentes paradas y m atiza o amplía la información m ás relevante. Terminada la le ctura del texto ningún estudiante demanda una aclaración ni se realiza pr egunta alguna, por lo que el profesor pregunta en varias ocasiones si se entiende lo le ído, a lo que le contestan que Sí . En esta breve lectura se plantea el dilem a en tre consum ir agua del grifo o agua de bebi- da embotellada y se presentan las dos cuestiones clave de la unidad: ¿Es necesario con- sumir agua embotellada? ¿Es mejor el agua embotellada que el agua del grifo? El pro- fesor insiste en que el trabaj o que se desarrollará en clase durante las próxim as sesiones tendrá como finalidad tratar de “bus car respuestas” a estas dos preguntas. Vuelve a solicitar la colaboración de los estudi antes para que lean en voz alta los objeti- vos que se pretenden con el desa rrollo de la unidad didáctica, tras lo cual se da por con- cluida la activida d de introducción. El profesor comienza con el desarrollo d e la tarea 1, ¿Cu áles son tus ideas sobre el agua embotellada?, explicando su f inalidad: los estudi antes tienen qu e reflexionar sobre las razones por las que deciden consumir a gua em botellada y evaluar si algunas de las ideas o creencias detectadas al respecto tien e validez científica, es decir, pueden ser contrastadas desde el punto de vista de la ciencia (f igura 6.4). Siguiendo la m isma dinámica anterior los estudian tes colaboran en la lectu ra de los párrafos y activid ades que el profesor les va presentando. El cuestionario que se utiliza para completar la actividad A.1.1 pretende, fundam ental- mente, obtener inform ación sobre hábitos de consumo, encontrar las razones por las que los estudiantes deciden consumir agua em bot ellada (algunas de las cuales serán poste- riormente analizadas en la propia secuencia de manera m ás sistemática), así com o poner de manifiesto qué diferencias encuentran entr e el agua de bebida em botellada y el agua de la red pública de abastecimiento (agua del grifo). 245 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Figura 6. 4. Ta rea 1: ¿C uáles son tus ideas sobre el a gua e mbot ellada ? «El cuestionario les ha llevado unos 5 minutos, aunque bastantes estudiantes han acabado demasiado rápido. He insistido en que hagan lo posible por contestar a to- das las preguntas de la manera más completa». (Diario del profesor observador) A modo de ejem plo, en la figura 6.5 se mu estra parte del cuestio nario cum plimentado por el estudiante E03 , en el que se observan referencia s a la “cal” del ag ua del grifo co- mo motivo para el consumo de agua em botellada 1 .    1 Las anotaciones y marcas sobre las respuestas de lo s estu dia ntes corres pond en al profesor durante el proceso de aná lisis . 246 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Figura 6. 5. Cu estionari o de ideas previa s cum p liment ado por un estudi ante. Reflejamos seguidam ente algunos datos del cu estionario que pueden resultar de interés para contextualizar las próximas dos actividad es. En relación a los hábitos de consumo, alrededor del 76 % de los estudiantes particip antes m anifiesta consumir agua de bebida embotellada, m ientras que cerca del 70 % m a nifiesta un consumo alto o m uy alto de este producto (figura 6.6). Figura 6. 6. Re spuestas de los estu diantes e n re l ación al con sumo de a gua de bebida em botellada. 247 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Cerramos la descripción de esta prim era sesi ón con el siguiente extracto que resume la percepción del profesor de lo ocurrido: «Hemos finalizado todas las ac tividades previstas. EL co mportamiento del grupo ha sido excelente. Los estudiantes han seguido en todo momento mis indicaciones y han colaborado en todo». «Los estudiantes se han mostrado intere sados e implicados aunque tengo la sensa- ción de que no acaban de entender qué esta mos haciendo, todo esto es bastante no- vedoso para ellos. Mañana pisarán terreno má s conocido al introduc ir los primeros contenidos de química». «A nivel personal me he encontrado algo má s inseguro de lo habitual por la posible reacción del grupo». (Diario del profesor observador) 254 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA 6.2.2. Sesión 2 Contenido de la sesión Jueves, 3 de mayo de 2012 08:15 h – 09:15 h Aula ordinaria de 3º ESO A CONTENIDO DE LA SESIÓN 2 TAREA 1: ¿CUÁLES SON TUS IDEAS SO B RE EL AGUA EMBOTELLADA? (Continuación) Revisión de la activid ad A.1.3. TAREA 2: ¿QUÉ ES EL AGUA EMBOTELLADA? Interrogante abordado: ¿Qué es el agua embot el lada desde el punto de vista químico? ACTIVIDADE S DESARROLLADAS ESTRATEGIA DIDÁCTICA OBJETIVOS DIDÁCTICOS CC (*) A.2.1. Análisis de frases cotidianas donde aparecen los términos “pu- ro” o “pura”. Puesta en com ún. Introducción del concepto de sus- tancia pura y cla rificación de ideas. Trabajo individual. Lectura en gran grupo. Explicación del profesor. – Reconocer los posibles significa- dos del término puro en la vida diaria. – Conocer la definición de sustancia pura. Identificación de cuestiones científicas . – I2 A.2.2. Los estudiantes deben com- pletar una tabla con los distintos significados de los términos “puro” o “pura” en el lenguaje cotidiano y en el lenguaje científico. Trabajo en pequeño grupo. Puesta en común . – Distinguir entre el uso y significa- do de estos términos en el lenguaje cotidiano y en el lenguaje científi- co. Identificación de cuestiones científicas . – I1 A.2.3. Lectura de un texto en el que se argumenta por qué el agua em- botellada no es un sistema material químicamente p uro. Tras la lec tura identificación d e las ideas princi pa- les del texto e interpre tación de una afirmación rel acionada con el mismo. Trabajo individual. Explicación del profesor. – Diferenciar entr e sustancia pur a y mezcla. – Comprender que el sistema m ate- rial “agua de bebida embotellada” es una mezcla de dis tintos compo- nentes (no pura en sentido quími- co). – Ser más consciente s del significa- do y uso del adjetivo “pura” en el contexto del consumo de agua de bebida embotellada. Identificación de cuestiones científicas . – I2 Explicación científica de fenómenos. – E2 A.2.4. Dar a conocer otro ejem plo de mezcla cotid iana: a partir d e los datos presentes en un aná lisis químico, el estu diante debe justifi- car qué tipo de sistem a material es “el agua del gr ifo”. Trabajo individual. – Manejar e inte rpretar tablas de datos. – Comprender que el sistema m ate- rial “agua del gr ifo” es una mezcla de diferentes sustancias químicas . – Conocer químicamente productos cotidianos. Utilización de pruebas científicas . – U1 (*) Principal contribución de la actividad al desarrollo de com petencias cien tíficas, cat egorizada en términos del esquema de PISA en ciencias 20 06 (OCDE, 2006a). Véase tab la 5.1. Con la tarea 2 se inicia la segunda fase de la secuencia de actividades, a la que hemos denominado construcción del conocimiento , fase que se extenderá hasta la tarea 4. En la segunda sesión de clase se completan cu atro de las nueve actividades que integran la tarea 2. Se pretende que los estudiantes conozcan el agua de be bida embotellada co- mo sistema m aterial, objeto de estudio de la química, y se an capaces de caracterizar dicho sistema con algunos de los atri butos básicos de las disoluciones. 255 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Descripción de la sesión Tras el análisis de la sesión de ayer el prof esor constata que el de sarrollo d e la activ idad A.1.3 –aspectos sobre el agua de bebida em botellada que pueden considerarse investi- gables científicamente–, presentó una cierta di ficultad para los estudi antes. Por ello, y a pesar de que no estaba inicia lmente program ado, decide com enzar esta segunda sesión repasando la finalidad de esta actividad. El profesor justifi ca la decisión al tratarse de una actividad novedosa relacionada con el desarrollo de com pet encias científicas, objeto de la propuesta didáctica. El profesor dedica varios minutos a aclarar y ejem plificar la diferencia entre cuestión cien tífica de aque lla que no lo es, utilizando la “ca l” y el s abor como ejem plos. Los estudiantes participan en la dinám ica de l profesor y a la pregunta de si ahora se ha entendido mejor esta di stinción, le contestan m ayoritariamente que Sí . Tras este breve paréntesis, y buscand o siempre la máxima coherencia en el desarrollo de la secuencia, repasa con los estudiantes los principales aspectos que sobre el agua embo- tellada se trabajaron en la sesión de ayer , para seguidamente pr esen tar la tarea 2, ¿Qué es el agua embotellada? , con la que se pretende carac terizar quím icamente el sis tema “agua embotellada” como observa ble m aterial (figura 6.10). Figura 6. 10. T area 2 de la SE A sobre el con sumo de a gua em botellada. 256 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA El eje de esta tarea es el análisis del con cepto de “agua pu ra” muy presente en las afir- maciones y opiniones que los estudiantes m ani fiestan sobre este producto, así como en los mensajes publicitarios sobre el agua em botellada. Tras las aclaraciones iniciales, el profesor pide a varios estu diantes que participen en la lectura del p árrafo introd uctorio de la página 7 del cuadernillo . En este pár rafo inicial se introduce la definición que la normativa vig ente realiza sobre el agua de bebida envasa- da y se plantea la importanc ia de la quím ica como cienci a capaz d e explicar las pr opie- dades de los materiales que utilizam os en nue stra vida diaria. Se finaliza esta breve in- troducción planteando la cuestión ¿Qué es, desde el punto de vista químico, el agua embotellada ? –que el profesor pide que quede subr ayada en el cuaderno de trabajo–, cuya respuesta constituye el objetivo de las próximas actividades. Con la primera actividad de es ta tarea, actividad A.2.1 (figura 6.10) se pretende conocer la opinión de los estudiantes sobre el uso de l término “pureza” en el contexto diario. La presencia de esta activ idad inicial se justifica por sí m isma, pues para inte rpretar correc- tamente el s ignificado quím ico del concepto de pureza es n ecesario prim eramente ser consciente de su utiliz ación en un entorno cotidiano o familia r. Para desarrolla r la activ idad el profe sor pres enta una serie de imágenes y frases en las que aparecen los términos puro/pura referidos a ciertos productos, y pide a los estudian- tes que manifiesten su opinión sobre el signifi cado de estos térm inos en cada una de las situaciones elegidas. Recuerda que las res puestas individuales no deben modificarse o corregirse con las aportaciones de otros comp añeros, ya que todas las respuestas resul- tan interesan tes para la investig ación. El profesor observa que un buen número de estudiantes se m uestran indecisos y no completan la actividad, e inclu so re gistra alguna queja al respecto. «…pensaba que esta actividad era fácil pero observo que presenta cierta dificultad para los estudiantes, y buena parte del grupo “no sabe qué poner”. Solo cuando E07 propone “algo natural”, parece que el grupo comienza a reaccionar». (Diario del profesor observador) Para poner de manifiesto las opi niones de los estudiantes debe realizarse una puesta en común. No obstante, esta prim era actividad no parece interesar demasiado al grupo, por lo que el profesor decide ag ilizar esta puesta en com ún para así poder concluir con la actividad. A requerim iento del profesor los es tudiante s leen sus re spuestas en voz a lta, respuestas que son anotadas por el propio profesor en la pizarra. «El grupo se muestra pasivo y me encuentr o con el mismo problema de ayer: tras las primeras intervenciones se comienzan a repetir las respuestas de forma que las mismas ideas aparecen una y o tra vez, con muy pocas aportaciones. El resto se li- mita a copiar». (Diario del profesor observador) 257 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA En la tabla 6.3 se recoge la colección de afirmaciones con la s que el grupo parece iden- tificar los térm inos “puro/pura” en un contexto co tidiano o fam iliar: ¿EN TU OPINIÓN QUÉ SIGNIFICA PURO O PURA?  Natural (que procede de la naturaleza).  No ha sido manipulado.  No lleva otros productos / no le han añadido nada / no lleva aditivos.  Calidad.  Sano. Tabla 6.3. Opinio nes de los e studia ntes sobr e el significado de pureza . Seguidamente, se han seleccionado de los cu adernos de trabajo algunas respuestas qu e muestran, de manera algo m ás detallada, las opiniones de los est udiantes al resp ecto: «Es más sano» (E06). «Algo natural que no ha sido manipulado» (E07). «Que es natural y tiene más calidad» (E08). «…100% natural y no lleva aditivos» (E18). «Alta calidad» (E24). Muchos de estos significados y atribuciones so n realmente los espe rados de acuerdo con la literatura consultada (Pozo, Gómez Crespo, Limón y Sanz, 1991; pp. 148 y ss.). El profesor registra que en muy pocos casos lo s estudiantes citan si gnificados propios del lenguaje químico, aunque en estos casos rara v ez se utilizan con la precisión requerida: «Que no tienen ningún componente externo, qu e no está mezclado con nada» (E09). «Que no contiene ningún elemento, que es totalmente pura…» (E13) . «Que no está mezclado con nada que es solo el compuesto (aceite de oliva, leche). Que no contiene nada que no sea solo eso» (E26). Concluye la actividad con la le ctura de los diferent es párrafos de la pá gina 8 del cuader- no, donde se introduce la noción química de pu reza (o de form a más precisa, de “sus- tancia pura”) y se plantea la necesidad de un uso preciso de este término según el ámbi- to de utilización (figura 6.11). El profesor trata de dinami zar la lectura pidiendo que algunas frases importantes de estos textos queden subrayadas. 258 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Figura 6.1 1. Tarea 2 (conti nuación ). El concepto de sustancia pura perm ite activar la prim era de las ideas clave m anejadas en la unidad (figura 6.12), y así lo indica el profesor que llama va rias veces la atención al grupo sobre la importancia de tratar de en tender de forma adecuada esta definición. Idea clave: EN QUÍMICA UNA SUSTANCIA PURA ES UN MATERIAL FORMADO POR UN ÚNICO TIPO DE SUSTANCIA. Figura 6.12. Prim era idea clave de la sec uen cia didáctica: conce pto de sust ancia pura. Como com plemento de la activid ad anterior y para hacer más conscien te al grupo de la posible ambigüedad que puede plantear el us o de l adjetivo “pura” los es tudiantes, trab a- jando en parejas, deben completar la tabla de la página 8 del cuadernillo (figura 6.11) en 259 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA la que se sintetizan y co mparan los diferent es significados que se pueden atribuir a este término tanto en su uso coloquial como científico. El profesor lee el enunciado de la pregunta y comenta al gr upo el sentido de la activi- dad; dada su escasa dificultad el profesor deci de que esta actividad no se corrija en clase para agilizar el desarrollo de la sesión, y así lo comenta en voz alta al grupo. Los estu- diantes siguen las indicaciones del profesor aunque se muestran poco interesados, lo que da lugar a cierta dispersión y genera algún que otro comentario al respecto: «Esto es muy aburrido maestro» (E22). «No ha funcionado bien. Esta actividad es mu y simple pero he tenido que dirigir bastante el trabajo (el grupo está algo disperso ). El ritmo de la clase está resultan- do demasiado lento y algunos estudiantes parecen “desconectar”. P osiblemente habría que valorar eliminar esta actividad de la secuencia y hacer más atractiva la A.2.1». (Diario del profesor observador) Para concluir con la actividad A.2.2 el profesor utiliza varios ejem plos para insistir en la variedad de significados de estos términos en función del contexto elegido, lo que le lleva a presentar la se gunda idea clave de esta tarea (f igura 6.13), tras lo que se da por concluida esta “prim era parte” de la tarea 2. Idea clave: EXISTEN DIFERENCIAS ENTRE EL SIGNIFICADO COLOQUIAL O COTIDIA NO DE PURO/PUR A Y EL SIGNIFICADO CIENTÍFICO. Figura 6.13. Segunda idea clave de la tarea 2. En la figura 6.14 se muestra cómo ha quedado esta actividad, extraída del cuaderno de trabajo de E15 . Figura 6. 14. Respuest a de E 15 a la acti vidad A.2.2 (t area 2) . 260 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA El profesor presenta la si guiente actividad al grupo, ac tividad A.2.3, (figura 6.15) que incluye la lectura de un breve texto, tras el cual los es tudiantes deben responder a dos cuestiones “no directas”. Figura 6.1 5. Tarea 2 (conti nuación ). El texto, titulado ¿Es pura el agua embotellada? , plantea si es posible aplicar el concep- to químico de pureza (recién definid o) al caso del agua embotellada. Este planteam iento se realiza a partir de la cons ulta de los datos de un análisis qu ímico presente en un a eti- queta de agua mineral contenida en el texto. Se pretende que el estudiante reconozca los distintos com ponentes presentes en el agua mineral natural em botellada, lo que le debe llevar a identificar la quím icamente como una mezcla de dis tintas sustancias. Asim ism o, se persigue qu e el es tudiante identifique con qué sentido emplean los m e nsajes publicitarios sobre el agua embotellada la frase “agua pura”. 261 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Inicialmente el profesor pr opone al grupo dejar unos m inutos para que los estudiantes, de manera individual, lean el texto. Sin em bargo, la mayoría propone “que es m ejor” realizar la lectura en voz alta y “entre todos”. Se procede de esta m anera y el profesor procura, aunque el texto es corto, que colaboren en la lect ura el mayor número de ellos. «Es la primera actividad con lectura de texto. Les pregunto qué les ha parecido. Me dicen que el texto es muy fácil y que se entiende todo muy bien. Parecen más ani- mados». (Diario del profesor observador) A lo largo de la lectura el profesor interviene en bastan tes ocasiones realizando frecuen- tes preguntas al grupo para clarificar su c ontenido. El siguiente diálogo, extraído lite- ralmente de las grab aciones en vídeo, ejemplifica estas accion es: Profesor: ¿Qué pensáis? ¿Es pura el agua embotellada? Varios: No. Profesor: ¿Por qué no? E23: Porque contiene otras sustancias. Profesor: Para que fuera pura, ¿en el análisis que debería de haber solo? E22: Agua. Profesor: ¿Y solo hay agua? Varios: No. Profesor: Otras cosas están presentes. Fijaros como el agua no aparece en el análisis. Profesor: Entonces, desde el punto de vista científico no parece que la palabra pura sea posible aplicarla, ¿correcto? […] Profesor: Si en una botella de L….dice “agua pura de las cumbres de Sierra Nevada, ¿qué puede significar? E09: Que es mentira. E18: Que venga de la sierra no significa que sea pura. E23: Que contiene otras sustancias. Profesor: ¿Qué tipo de lenguaje estarían utilizando? Varios: Coloquial. Profesor: ¿Sería pura en sentido químico? Varios: No. Profesor: Desde el punto de vist a químico no es pura. (Extracto de la grabación de la sesión de clase) Concluida la lectura el profesor pide al grupo que responda a las dos cuestiones plantea- das. En la prim era de ellas el estudiante d ebe identifica r las ideas m ás importantes ex- presadas en el texto y escrib irlas en el cuaderno. 262 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Los alumnos y alum nas trabajan de manera individual durante varios m inutos y se muestran más implicado s respecto a las dos ac tiv idades anteri ores. El profesor les ins is- te en que no se trata de resumir el texto o de co piar literalmente frases sueltas sino de extraer la inf ormación m ás relevante, por lo que les aconseja que lean de nuevo párrafo a párrafo y apunten las ideas básicas de cada uno de ellos, y que posteriormente revisen y reagrupen estas ideas. «A pesar de la insistencia observo que bas tantes alumnos se dedican a copiar lite- ralmente las frases del texto o las id eas clave que aparecen más abajo. Me parece que extraer las ideas de un texto no les resu lta fácil, por eso de dico unos minutos a comentar cuáles son las tres ideas más impor tantes del texto y c uál es la idea fun- damental que queda apoyada por los datos de l análisis químico: el agua embotella- da como mezcla de sustancias». (Diario del profesor observador) El profesor registra un hecho anecdótico en el desarro llo de esta a ctividad y que resume el siguiente com entario: «Maestro, las ideas clave resumen el texto, quiero decir que dan la solución» (E08). Tras el análisis del cuadernillo d ebemos as um ir que, efectivamente, la posición de algu- nas de las ideas clave –que representan una especie de síntesis de los contenidos básicos sobre química que se van desarrollando a lo la rgo de la secuencia didáctica– no parece la más adecuada, com o este comentario parece poner de manifiesto. Pero gracias al mismo, el profesor fue consciente de esta ci rcunstancia e ideó una estrategia alternativa sobre cómo gestion ar los cuadros co n estas ide as clave par a fu turas ediciones: a m odo de resumen se presentarían todos estos cu adros ordenados, pero conteniendo frases in- completas, al final de cada tarea para que el alumnado los fuera com pletando, y de esta manera, repasando las ideas m ás importantes trabajadas. Curiosam ente, un com entario espontáneo de esta alumna se convirtió en el germ en de una propuesta para la mejora de la secuencia. La segunda cuestión tiene por objeto que el al umnado explique y justifique la afirma- ción “en una botella de agua em botellada no solo hay agua en la botella”, utilizando para ello la información contenida en el text o recién leído. Se trata de una cuestión bas- tante simple que se ha vinc ulado a la capacidad para describir y explicar fenómenos científicamente. El profesor elige a varios estudiantes para que lean sus “explicaciones”, y después de varias interven ciones, puede comprobar que ha y coincidencia en las res- puestas, que se muestran adecuadas y según lo esperado. En la siguiente figura se muestra có mo ha resuelto E05 esta actividad, con unas respues- tas bastante adecuada a lo esperado (figura 6.16). 263 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Se inicia esta actividad con la lectura de un texto expositivo de tamaño m edio titulado ¿Qué son las disoluciones? , que informa a los estudiantes sobre algunos de los atributos básicos de este tipo de sistemas. Para la re dacción del texto se ha prestado especial cui- dado en utilizar un lenguaje senc illo y asequible que facilite la adquisición del concepto de disolución, así com o a la presentación de aqu ellos conceptos que se consideran más complejos para el alum nado de acuerdo con la literatura consul tada (Blanco, 1995, 2000), dificultades que se pusieron de manifiesto en el capítulo V. El grupo vuelve a optar por la lectura en voz alta y en gran grupo, en la que colaboran un buen número de estudiantes. Dado el interés de este texto para el correcto avance de la secuencia el profesor reali za “un alto” tras la lectura de cada párrafo, preguntando al grupo sobre el contenido recién leído y repa sando las nociones bási cas que se van intro- duciendo, insistiendo, particularmente, en el co rrecto uso del vocabulario específico que describe las disoluciones. «A la pregunta de si conocían las disoluci ones de cursos anteriores los estudiantes, en su mayoría, manifiestan que “No”, aunque los más aventajados dicen que “Sí”; el texto empieza desde cero. Les pregunto si han tenido algún problema con el texto y me dicen que “No”. Les pregunto su opini ón y me dicen que el texto se ha enten- dido…. No plantean preguntas sobre el contenido». (Diario del profesor observador) Para completar la actividad A .2.5 los estudiantes, trabajando de m anera individual, de- ben identificar en el texto presentado aquellos términos que se con sideran indispensa- bles para lograr la adecuada descripción fenomenológica de las disolucione s. Se trata, por tanto, de una cuestión que demanda comprender la información y saber seleccionar- la de forma adecuada, h abilidades que hem os vinculado con la com petencia de iden tifi- car cuestiones científica s . No obstante, debe quedar cl aro que esta primera ap roxima- ción de los estudiantes al tó pico de las d isoluciones resulta aún incompleta y se irá completando a m edida que se avanza en la tarea 2. El profesor pide a E09 que l ea la pregunta que acompaña al texto y que la explique al resto del grupo, lo que hace de m anera co rrecta en colaboración con el profesor: Profesor: ¿Qué tendríamos que hacer? ¿Nos están pidiendo que resumamos el texto? E09: No. Profesor: ¿Qué hay que hacer en esta actividad? E09: Describir las disoluciones. Profesor: Pero, describir, cómo. ¿C opiando todo lo importante? E09: No solo los términos básicos. Profesor: Es decir, hay que elegir los términos más importantes que me permitan describir una disolución. (Extracto de la grabación de la sesión de clase) 270 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA El grupo colabora y trab aja de m anera discip linada durante v arios m i nutos en los que el profesor observa con curiosid ad que hay pocos alumnos y alu mnas que estén realizando la actividad de forma precisa, en el s entido de que las respuestas esperadas no se corres- ponden con lo que se les demanda. «En mi opinión el enunciado de la actividad está muy claro. A pesar de mi insisten- cia sorprendo a muchos de ellos copiando fr ases sueltas o resumiendo el texto, aun- que decido no intervenir (…) se trata de actividades poco frecuentes en la rutina de una clase de ciencias. Habría que valorar si introducir algún ejemplo para que sir- va como guía del trabajo a desarrollar». (Diario del profesor observador) Seguidamente, y a m odo de ejemplo, se presen tan varias respuestas que pueden conside- rase representativas del conjunt o, en el sentido de que se m uestra cóm o los estudiantes resuelven la actividad trata ndo de confeccionar breves resú menes del texto leído (con más o m enos coherencia), en vez de seguir las indicaciones dadas en el enunciado, de- biéndose concluir que no acaba de q uedar clara la finalidad de esta actividad. «Llamamos disolución a una mezcla entre dos productos, el disolvente y el soluto. Para poder comprender y describir esta mezclas necesitamo s utilizar un vocabula- rio preciso» (E01). «Se usa para referirse tanto al producto fi nal como para referirse al proceso, es de- cir, a la operación de disolver» (E09). «Una disolución es un producto cotidiano co mo la sal común y un vaso con agua. Son mezclas» (E13). «Las sustancias que mezclas para formar la disolución son los constituyentes de la disolución. La sustancia que se encuentra en mayor cantidad es el disolvente. La sustancia que se encuentra en menor cantidad es el soluto. Soluto es lo que se di- suelve» (E15). En respuesta a esta situación, el profesor decide realizar una puesta en común, la cual no estaba inicialmente program ada, y con la que se pretende mejorar el desarrollo de esta actividad que no se ajusta a lo previsto, com o constata el profesor. Como se verá más adelante, esta decis ión introduce un cierto retras o en el desarrollo de la secuencia, lo que va a suponer que la actividad A.2.9 no pueda desarrollarse en la sesión de hoy tal como estaba inicialm ente previsto. Para desarrollar la puesta en común los estudiantes van e xponiendo sus respuestas; sin embargo, el profesor les pide que no se lim iten a la lectura literal y hagan un esfuerzo para extractar los términos cl ave, Poco a poco van surgiendo varias de estas expresiones básicas, que el propio profesor se encarga de ir apuntando en la pizarra, aunque insiste en que falta aún un atributo importante, y pr egunta al grupo. Al no obtener la respuesta 271 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA esperada el profesor lee un par de líneas del texto, que sirve de ayuda para que E18 complete el proceso. «He copiado en la pizarra los términos que han ido apareciendo: mezcla, compo- nentes, cantidades variables, disolvente y soluto. Creo que ahora sí está claro lo que les pedía la actividad. Les pido que no borren nada pero que subrayen estas pa- labras en sus respuestas». (Diario del profesor observador) El resultado de la puesta en común, con los térm inos básicos elegidos y en el orden en que fueron apareciendo, se mues tra en la figura 6.22, respuest a que se ha extraído del cuaderno de E07 . Figura 6.2 2. Actividad A. 2.5 sobre térm inos relaci onados con el concepto de disolución (tarea 2). La referencia al “desorden” en que aparecen las palabras anteriores rápid amente es puesta de manifiesto por uno de los estudiantes: E09: Pero maestro, así no se entende ría, si lo pusieras en orden mejor. Así no vale. Profesor: Sí, en orden por supuesto,… pero si yo tuviera que compo- ner un pequeño texto con estas palabras, ¿quedaría sufi- cientemente claro lo que es una disolución? Varios: Sí. Profesor: ¿Cómo quedaría con las palabras ordenadas? (Extracto de la grabación de la sesión de clase) El profesor insiste en el resu ltado obtenido y muestra a la cl ase que la lectura en el or- den adecuado de los términos elegidos perm ite construir una primera definición de diso- lución, que resume la inform ación básica que aparece en el texto, y con la que el grupo expresa su conformidad: Profesor: Una disolución es una mezcla que contiene varias sustan- cias en cantidades variables. Una de ellas sería disolvente y resto solutos (son los componentes). ¿De acuerdo? Varios: Sí. (Extracto de la grabación de la sesión de clase) 272 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Se concluye la actividad con la lectura de una nueva idea clave (figura 6.23). Idea clave: UNA DIS OLUCIÓN ES UNA ME ZCLA PORQ UE CONTIE NE DOS O MÁS SUSTANCIAS DIFERENTES EN CANTIDADES VARIA- BLES. Figura 6.23. Nueva idea clave de la tarea 2. La definición de disolución que se ha maneja do en la ac tividad ante rior debe com pletar- se para incluir una nueva característica dis tintiva de es te tipo de mezclas, pero ¿cómo reconocer una disolución de otros tipos de mezclas? Esta es la cuesti ón que el profesor plantea al grupo y que será objeto de at ención en la actividad A.2.6 (figura 6.24). Figura 6.2 4. Actividad A. 2.6 (tarea 2). Como se observa, esta actividad se acom paña de tres im ágenes que representan sendos ejemplos de m ezclas de distinto tipo, para que el estudiante discrim ine cuál o cuáles de los ejemplos presentados se pueden clasificar como disoluciones, justificando los crite- 273 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA rios para esta elección. Se pretende de esta manera, que el estudiante aprenda a recono- cer entre mezclas hom ogéneas y heterogéneas, y desde esta perspectiva, creem os que esta actividad debe vincul arse con la cap acidad para describir y exp li car fenómenos científicamente . El profesor pide a E23 que describa lo que va viendo en cada imagen, proceso en el que participan de manera espontánea otros estudian tes; seguidamente le pi de que explique al grupo lo que demanda la activida d. La actividad se realiza de form a rápida y el docente puede constatar que todos los estudiante s eligen la tercera im agen como ejemplo de disolución; también puede com probar que mu chas de los razonami entos utilizados en las explicaciones apuntan en la dirección co rrecta aunque en ocasiones revelan falta de rigor o precisión, como puede apreci arse en las siguientes respuestas: «Porque las sustancias que la componen están disueltas, a diferencia de la A y la B no están disueltas» (E06). «Porque en la C las sustancias se ha mezc lado unas con otras, mientras que en las otras dos las sustancias se han ido “ poniendo por capas”, por separado» (E15). «Yo he elegido la C porque parece que se han mezclado y ya no se ven…» (E16) . «Pues simplemente que en A y B los co mponentes no están mezclados sino separa- dos y en la C sí están mezclados» ( E18). Como resulta evid ente no se pretend e que los estudiantes m anejen explicaciones cien tí- ficas de calidad (se ha de reco rdar que la caracterización de las diso luciones com o mez- clas de tipo homogéneo aún no se ha aborda do), sino m ás bien conocer el estado de opi- nión al respecto. Aún así, el análisis de los cuadernos revela respuestas que podrían considerarse bastante adecu adas, como muestra el trabajo de E12 (figura 6.25). Figura 6. 25. Resp uesta de E 12 a la act ivida d A.2.6 (tarea 2 ). El proceso se com pleta con la lectura de la página 13 del cuaderno de trabajo (figura 6.26) en la que se introduce la caracteriz ación y diferenciación entre m ezcla homogénea 274 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA y heterogénea, conceptos químicos que funda m entan el trabajo que vienen realizando los estudiantes. Figura 6.2 6. Actividad A. 2.6 (tarea 2). Manteniendo la misma dinám i ca anterior, el profesor opt a porque intervengan varios estudiantes para que lean los distintos párrafos llamando la atención sobre las ideas m ás importantes, que pide que quede n su brayadas. Una vez m ás el profesor no registra nin- guna pregunta de especial relevancia. Los conceptos químicos in troducidos son relati- vamente simples y aparentem ente los estudian tes no m anifiestan ninguna dificultad so- bre las cuestiones planteadas. «He pedido a los estudiantes que tras la lectura de los conceptos químicos vuelvan a revisar sus respuestas. Reconocen clar amente las imágenes A y C como mezclas heterogéneas. Le pido que observen cómo la imagen C presenta las características de homogeneidad que se exige a las diso luciones. Se muestran de acuerdo». (Diario del profesor observador) 275 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA Seguidamente se procede con la lectura de las tres ideas clav e que han ido apareciendo a lo largo de estas dos actividades (figura 6.27) , situación que aprovecha el profesor para recordar que el objetivo de esta tarea que ve nimos realizando es la de “clasificar quími- camente” el agua de bebida em botellada. Idea clave: UNA DISOLUCIÓN ES UNA MEZCLA PERO NO TODAS LAS MEZCLAS SON DISOLUCIONES. Idea clave: EN UNA MEZCLA HETERÓGENE A LAS SUSTANCIAS APARECEN SEPARADAS FÍSICAMENTE . (por eso se reconocen fá cilmente) Idea clave: UNA DISOLUCIÓN ES UNA MEZCLA PE- RO UNA MEZCLA HOMOGÉNEA. (con apariencia y composición uniformes) Figura 6.2 7. Las tres últim a s ideas clave de la tarea 2. El profesor presenta la activ idad A.2.7 (figura 6.26), una ac tividad de aplicación directa de los contenidos químicos recién trabajados . E l objetivo es que el estu diante identifi- que el sistema m aterial “agua de bebida em botellada” con uno de los dos tipos de mez- clas analizadas, justificando la elección. Desde el punto de vista de la competencia científica se trata de una actividad ligada a la cap acidad de ap licar los con ocimientos de la ciencia a una sit uación determinada , tal como se ha indicado al comienzo de la des- cripción de esta sesión. Se trata de una actividad de fácil ejecución y que en opinión del profesor no debe pre- sentar dificultad alguna. El gr upo dedica varios minutos a co m pletar la actividad y el profesor comprueba, tal como esperaba, que se desarrolla correctamente por lo que de- cide que no se corrija en clase, y así lo manifiesta al grupo. Como ejemplo, seguidam ente se muestra la respuesta de E19 , que consideramos bastan- te adecuada (figura 6.28). Figura 6. 28. Resp uesta de E 19 a la act ivida d A.2.7 (tarea 2 ). 276 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA «No hay nada reseñable para las actividades A.2.6 y A.2.7. Se trata de actividades sencillas y como era de esperar todos los estudiantes las contestan adecuadamente, apareciendo también justific aciones muy acertadas» (Diario del profesor observador) Las dos actividades que cierra n esta tarea persiguen un objet ivo com ún: se trata de apli- car los conceptos aprendidos para term inar de caracterizar correct amente los s istemas materiales “agua de bebida embotellada” y “ag ua del grifo” desde la pe rspectiva quím i- ca (figura 6.29). Figura 6.29. Actividades finales de la tarea 2. La actividad A.2.8 debe considerarse de especi al interés pues sintet iza la respuesta al interrogante ¿qué es el agua embotellada desd e el punto de vista químico? , uno de los interrogantes organizadores planteados para es tructurar el desarrollo de la secuen cia (véase tabla 5.5 en capítulo V). 277 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA En opinión del profesor se trat a de una actividad m ás “exigente” que las anteriores p ues necesita que el estudiante revise la informaci ón proporcion ada a lo largo de la tarea y la aplique al contexto del agua de bebida. Para orientar el trabajo se presenta una serie de términos, aunque de m anera desordenada, re lacionados con los aspectos básicos de las disoluciones (ya analizados) c on el fin de que los estudian tes construyan una serie de frases coherentes a partir de ellos. Las af irm aciones así construidas se utilizarán, a su vez, para confeccionar un esquem a sobre las características químicas del agua embote- llada que resuma lo visto hasta ahora; en nuestra opinión, debe entenderse com o una actividad para promover la capacidad para describir y explicar fenómenos científica- mente . El estudiante E06 se encarga de leer el enunciado y explicar la actividad al grupo. Dado su interés el profesor dedica unos momentos a com entar el ejemplo incluido para que sirva de guía y ayude a los estudiantes a comprender lo que se les dem anda. A la pre- gunta de si comprenden lo que debe n hacer el grupo le contesta que Sí , tras lo cual el profesor deja a los estudiantes tiempo para que la desarrollen. «Salvo el grupito de siempre el resto se esfuerza por completarla. Es la primera ac- tividad en la que me hacen algunas preguntas, la mayoría sobre si lo están hacien- do bien. Como era de esperar esta actividad les resulta más compleja». «Me han pedido más tiempo para acabar el esquema. Resulta una actividad más larga de lo previsto. La clase está muy avanzada y no vamos a poder trabajar la A.2.9». (Diario del profesor observador) Seguidamente se m uestra el esquema elabo rado por E03 (figura 6.30). Figura 6. 30. Resp uesta de E 03 a la act ivida d A.2.8 (tarea 2 ). 278 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA El análisis d e los cuader nos de trabajo revela , de forma generalizada, la falta de concre- ción que demanda la actividad, con referencias demasiado genéricas a los atributos básicos de las disoluciones y, por el contra rio, escasas referencias al sis tema “agua em - botellada”. La sigu iente respuesta de E24 , representa tiva de otras m uchas, ilustr a lo in- dicado (figura 6.31). Figura 6. 31. Resp uesta de E 24 a la act ivida d A.2.8 (tarea 2 ). El profesor no tiene constancia de que es tos alumnos y alumnas hayan trabajado ante- riormente con contenidos de ciencia en cont extos cotidianos, por lo que va a dedicar los próximos minutos a insistir con el grupo cóm o los conocimientos quím icos nos pueden ayudar a conocer y describir mejor los productos que habitualm ente utilizamos, en nues- tro caso el agua de bebida. A tal fin, y como com plemento al trabajo desa rrollado por los estudi antes, el profesor les entrega un esquem a–modelo, co nfeccionado por el p ropio docente, que sintetiza los principales aspectos en relación con la caracterización quím ica del agua em botellada, y que debe quedar archivado en el cuadernillo formando parte de la tarea 2 (figura 6.32). Por turnos, las alumnas E15 y E05 proceden a la lectura de la lista de afirm aciones que aparecen en este esquema, a la vez q ue el profesor interviene frecuentemente para mati- zar y comentar las principales ideas que van surgiendo. Con esta insi stencia se persigue que los estudiantes repasen lo s principales argumentos por los que el sistem a material “agua de bebida embotellada” se puede desc ribir como una disolución desde el punto de vista de la quím ica. Para concluir la activid ad el profesor deja los m inutos finales de clase para que los estudiantes revisen y co mpleten sus respuestas (aunque les recuerda que no borren nada de lo ya escrito). 279 CAPÍTULO 6. IMPLEMENTACIÓN DE LA SECUENCIA El estudiante E16 da comienzo a la tarea con la lectura de los pá rrafos introductorios de la página 16 del cuaderno de trabajo (figur a 6.34), en los que se plantea la necesidad d e acudir al conocimiento quím ico para poder expli car qué le ocurre a una sustancia en el proceso de disolución. Figura 6.3 4. Tarea 3: ¿Dó nde está la sal ? Explicar el proceso de disolución en térmi nos de partículas subm icroscópicas tal como se pretende, requiere que el estud iante rec onozca previam ente, entr e otros aspectos, la conservación de la identidad de sustancia en el proceso. Se prestará esp ecial atención a este requisito en la primera actividad de esta tarea (actividad A.3.1). Como preparación previa para el desarrollo d e esta a ctividad el pr ofesor pide al grupo que lea con detenimiento el diálogo de la página 16 del cuad ernillo (figura 6.35). 286 [Document text truncated for crawler view.]