Resumen El profesor resulta ser un factor clave para aproximarse al cambio conceptual estudiantil. Este trabajo trata sobre el desarrollo del concepto Conocimiento Pedagógico del Contenido (cpc) o, como se le ha definido, el conocimiento disciplinario
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| La estructura corpuscular de la materia y su conocimiento pedagógico. Andoni Garritz (1) y Rufino Trinidad-Velasco (2) (1) Facultad de Química, UNAM. 04510 México, D.F. Correo electrónico: andoni@servidor.unam.mx (2) Instituto de Educación Media Superior del D.F., Iztacalco, 08500, México, D.F. Correo electrónico: rtvel_6510@yahoo.com Abstract (The particulate structure of matter and its pedagogical knowledge) The teacher is a key factor to approach conceptual change in students. This study is dedicated to develop the topic of Pedagogical Content Knowledge (PCK), the subject matter for teaching, as has been defined. How it is defined by several authors; what has been its impact in science teaching and in the programs to form science teachers; the way in which it has been documented and portrayed. It also contains the results of several PCK researchers worried about improving the teaching in the domain of chemistry. Particularly, a set of well recognized lineage curricular projects about the topic of the corpuscular structure of matter is particularly revised with a deep insight, as that of Joseph Nussbaum with youth Israelites; the so called ‘Children Learning in Science’ of the University of Leeds, England; the one of ‘Matter and molecules’ from Michigan State University, in the United States of America; and finally the Spanish projects of Joaquín Martínez Torregrosa, in the University of Alicante; and that of Miguel Ángel Gómez Crespo, Juan Ignacio Pozo and María Sagrario Gutiérrez Julián, from some Madrid Institutes and Autonomous University. Finally, a description of the results of a study on the topic of the particulate structure of matter with ten Mexican high school teachers is presented. As a lot of the studies that has been developed on PCK have as basis constructivism and conceptual change, the authors have decided to include this study in the “Representational and Conceptual Transformations Seminar”, as vivid samples of real action of teachers and projects to complement the process of knowledge construction in their pupil minds. Resumen El profesor resulta ser un factor clave para aproximarse al cambio conceptual estudiantil. Este trabajo trata sobre el desarrollo del concepto Conocimiento Pedagógico del Contenido (CPC) o, como se le ha definido, el conocimiento disciplinario para la enseñanza. Cómo lo definen diversos autores; qué impacto ha tenido en la didáctica y en los programas de formación de profesores de ciencias; las formas que se han empleado para capturarlo y describirlo. También contiene los resultados de varios investigadores del CPC preocupados en mejorar la enseñanza en el dominio de la química. Particularmente, se revisa con detalle y profundidad un conjunto de proyectos curriculares “de abolengo” sobre el tema de la estructura corpuscular de la materia, como son los de Joseph Nussbaum con jóvenes israelíes; el llamado ‘Children Learning in Science’ de la Universidad de Leeds, Inglaterra; el de ‘Matter and molecules’ de la Universidad del Estado de Michigan, en los Estados Unidos de América; y finalmente los proyectos españoles de Joaquín Martínez Torregrosa, en la Universidad de Alicante; y de Miguel Ángel Gómez Crespo, Juan Ignacio Pozo y María Sagrario Gutiérrez Julián, en los institutos madrileños y la Universidad Autónoma de Madrid. Finalmente, se presenta un estudio de recopilación del CPC sobre el tema de la estructura corpuscular de la materia, desarrollado con diez profesores mexicanos del bachillerato. Como muchos de los trabajos que se han desarrollado sobre CPC tienen como base una filosofía constructivista y el cambio conceptual, los autores nos hemos animado a incorporar este estudio en el Seminario de Transformaciones Representacionales y Conceptuales, como muestras vívidas de las actividades que desarrollan profesores y proyectos reales durante su acción en el aula, para lograr complementar el proceso de construcción del conocimiento científico en las mentes de sus alumnos. Introducción Lee S. Shulman (1999) nos cuenta en el prefacio de la obra de Julie Ges-Newsome y Norman Lederman lo que le ocurrió en el verano de 1983, cuando dictó una conferencia en la Universidad de Texas, en Austin, en una reunión de estudio de la enseñanza, la cual tituló “El paradigma perdido en la investigación sobre la enseñanza”. “Para mi delicia, el título aparentemente había estimulado discusiones serias entre los participantes, en anticipación a mi charla. Ellos se preguntaban: ¿qué trae Shulman en mente como el paradigma perdido? Las especulaciones abundaban. Muchos predecían que yo identificaría como tal a la ‘cognición del profesor’. Otros nominaban al ‘contexto’. Otros aún especulaban que sería la ‘personalidad del profesor’. Aunque no hice una votación formal, parece que ningún miembro de la audiencia anticipó el aspecto de la enseñanza y de su investigación que yo declararía como ‘perdido’. Y aún cuando me aproximaba a las notas de conclusión, después de una larga hora de charla (no soy yo quien se caracteriza por economía en la expresión), la mayor parte recibió un fuerte impacto cuando declaré que ‘el paradigma perdido era el estudio del contenido de la materia y su interacción con la pedagogía’. Tres años más tarde, Shulman (1986) publica las primeras ideas que resultan de los estudios sobre la interacción entre el contenido temático de la materia y la pedagogía. Shulman planteó algunas preguntas como las siguientes: “¿Cómo el estudiante universitario exitoso que se convierte en profesor novato transforma su pericia en la materia en una forma que los estudiantes de bachillerato puedan comprender?, ¿Cuáles son las fuentes de las analogías, metáforas, ejemplos, demostraciones y reformulaciones que el profesor usa en el aula?, ¿Cómo los profesores toman una parte de un texto y transforman su entendimiento en instrucción que sus estudiantes puedan comprender?” Él plantea que, para ubicar el conocimiento que se desarrolla en las mentes de los profesores, habría que distinguir tres tipos de conocimiento: (a) El conocimiento del contenido temático de la asignatura, (CA) (b) El conocimiento pedagógico del contenido (CPC), “el tema de la materia para la enseñanza”, y (c) El conocimiento curricular (CC). El conocimiento del contenido temático de la asignatura (CA) se refiere a la cantidad y organización de conocimiento del tema per se en la mente del profesor. Para pensar apropiadamente acerca del conocimiento del contenido se requiere ir más allá del conocimiento de los hechos o conceptos de un dominio, se requiere entender las estructuras del tema. Según Schwab (1978), dichas estructuras incluyen las sustantivas y las sintácticas. Las primeras son la variedad de formas en las cuales los conceptos y principios básicos de la disciplina son organizados para incorporar sus hechos. La estructura sintáctica de una disciplina es el conjunto de formas en las cuales son establecidas la verdad o falsedad, la validez o invalidez de alguna afirmación sobre un fenómeno dado. El último, el conocimiento curricular (CC), dice Shulman que “está representado por el abanico completo de programas diseñados para la enseñanza de temas particulares que se encuentra disponible en relación con estos programas, al igual que el conjunto de características que sirven tanto como indicaciones como contraindicaciones para el uso de currículos particulares o materiales de programas en circunstancias particulares”. El CPC De estos tres tipos de conocimiento, el conocimiento pedagógico del contenido es el que ha recibido más atención, tanto en el campo de la investigación, como en el de la práctica. Sobre el CPC, Shulman nos dice “es el conocimiento que va más allá del tema de la materia per sé y que llega a la dimensión del conocimiento del tema de la materia para la enseñanza” (Shulman, 1987, p. 9). Hay que diferenciar el CPC del Conocimiento Pedagógico General para la enseñanza (CPG), el cual es el conocimiento de principios genéricos de organización y dirección en el salón de clases; el conocimiento de las teorías y métodos de enseñanza. En el CPC incluye, para los tópicos más regularmente enseñados en el área temática del profesor, lo que lo habilita para responder a preguntas tales como: “¿Qué analogías, metáforas, ejemplos, símiles, demostraciones, simulaciones, manipulaciones, o similares, son las formas más efectivas para comunicar los entendimientos apropiados o las actitudes de este tópico a estudiantes con antecedentes particulares?” (Shulman y Sykes, 1986, p. 9). De esta manera, en el CPC se incluyen, para los tópicos más regularmente enseñados en el área temática del profesor, esas analogías, metáforas, ejemplos, etc., es decir, todo el esfuerzo que hace el profesor para hacer comprensible su tema en particular. El CPC también incluye un entendimiento de lo que hace fácil o difícil el aprendizaje de tópicos específicos: “las concepciones y preconcepciones que los estudiantes de diferentes edades y antecedentes traen al aprendizaje de los tópicos y lecciones más frecuentemente enseñados”. Si estas preconcepciones son errores conceptuales, como frecuentemente lo son, los profesores necesitan el conocimiento de las estrategias más probables de ser fructíferas en la reorganización del entendimiento de los aprendices, ya que es improbable que los cerebros de estos aprendices se comporten como pizarras blancas. Shulman extiende en 1987 la noción del conocimiento básico con que el profesor debe contar, incluyendo al menos los siguientes siete tipos de conocimiento:
Menciona Geddis (1993) que un profesor sobresaliente no es considerado simplemente como ‘un profesor’ sino más bien ‘un profesor de historia’ o ‘un profesor de química’ o ‘un profesor de lengua’. Mientras que, en cierto sentido, existen habilidades genéricas para enseñar, muchas de las capacidades pedagógicas del profesor sobresaliente versan sobre contenidos específicos, es decir, forman parte del CPC. Cochran, DeRuiter y King (1993), en un sentido más amplio, definen el CPC como el entendimiento integrado de las cuatro componentes que posee un profesor: pedagogía, conocimiento temático de la materia, características de los estudiantes y el contexto ambiental del aprendizaje. Idealmente, el CPC se genera como una síntesis del desarrollo simultáneo de dichas cuatro componentes. En este contexto, Chevallard (1991) maneja un concepto similar al del CPC, el de transposición didáctica: “un contenido de saber que ha sido designado como un saber a enseñar, sufre a partir de entonces un conjunto de transformaciones adaptativas que van a hacerlo apto para ocupar un lugar entre los objetos de enseñanza. El 'trabajo' que transforma un objeto del saber científico en un objeto de enseñanza, es denominado la transposición didáctica”. Este término es muy comúnmente utilizado en España (Izquierdo, Sanmartí y Espinet, 1999). En la didáctica de las ciencias, el CPC ha sido usado como un término para describir cómo los profesores novatos aprenden poco a poco a interpretar y transformar su contenido temático del área en unidades de significados comprensibles para un grupo diverso de estudiantes (Van Driel, Verloop y de Vos, 1998). Estos autores insisten en que el CPC fue introducido por Shulman argumentando que la investigación de la enseñanza y la educación de profesores habían ignorado preguntas de investigación relativas al contenido de las lecciones enseñadas. Describen el CPC como la reunión de los siguientes tres elementos clave:
De manera similar, Veal y MaKinster (1999) definen el CPC como “la habilidad para traducir el contenido temático a un grupo diverso de estudiantes usando estrategias y métodos de instrucción y evaluación múltiples, tomando en cuenta las limitaciones contextuales, culturales y sociales en el ambiente de aprendizaje”. Barnett y Hodson (2001) plantean un nuevo término: “Conocimiento Pedagógico del Contexto” en el camino para entender qué saben los buenos profesores, y qué los diferencia de los no tan buenos. Incluyen en él cuatro tipos de conocimiento, con los siguientes porcentajes de cada uno en su investigación de caracterización de frases emitidas por seis buenos profesores de la enseñanza secundaria (puede observarse que la mayor proporción de las frases empleadas por los profesores en las entrevistas tienen que ver con el CPC): Conocimiento académico y de investigación 19.7% Conocimiento Pedagógico del Contenido 44.5% Conocimiento Profesional 21.2% Conocimiento del salón de clases 14.6% Barnett y Hodson incluyen, dentro del Conocimiento Pedagógico del Contenido el uso de:
El CPC en el proceso de formación de profesores Muy pronto después de la primera presentación del concepto del CPC empezaron a surgir las preguntas como “¿Cuáles son los tipos de conocimiento que los profesores necesitan para ser efectivos en sus clases?” (Tamir, 1988). Desde ese momento las diversas propuestas que se han dado sobre formación de profesores tocan, de alguna manera, el CPC. Desde 1991, Daniel Gil describe el perfil del docente ideal como el de un profesional crítico, reflexivo y capacitado en diversas y complejas áreas del conocimiento, más allá del contenido de la materia a enseñar (Gil, 1991; Furió, 1994). Debe, adicionalmente cuestionar sus creencias y el pensamiento docente espontáneo como profesor (Furió, 1995). A pesar de la idealidad de una formación del docente caracterizado de esta manera, se ha concluido que los programas de formación y actualización de profesores necesitan abrir espacios en los que las piezas clave del contenido a enseñar sean sujeto del análisis y discusión didáctica y pedagógica, con centro en el concepto de CPC (Talanquer, 2004). Clermont, Krajcik, y Borko (1993) realizan una exploración de la naturaleza del crecimiento del CPC que ocurre a profesores de ciencias de nivel medio que participan en un taller intensivo de capacitación sobre enseñanza usando demostraciones para dos conceptos básicos en física y química: la densidad y la presión del aire. Estos autores encuentran que el CPC de los profesores de ciencias puede crecer a través de talleres intensivos orientados a desarrollar habilidades. Sin embargo, aunque hubo un crecimiento en los repertorios representacional y adaptacional de estos profesores, en otros dos aspectos del CPC parece haber ocurrido mucho menos avance, esto es, en el conocimiento asociado con la evaluación crítica del contenido y con la selección instruccional. Estos hallazgos indican que el CPC es un sistema de conocimiento complejo y sugieren que sus diferentes componentes pueden mostrar diferentes velocidades de crecimiento en una actividad de capacitación. Actualmente el CPC está incluido en los Estándares de Desarrollo Profesional de los Profesores de Ciencias de los Estados Unidos (National Research Council, Pp. 62-68, 1996; Enfield, 1999) y se ha tomado en ese país como una guía para la reforma educativa en los programas de formación de los profesores de ciencias. Veal (1998) realiza un estudio sobre la evolución del CPC de futuros profesores de química de secundaria sobre aspectos de termodinámica, sometidos a una experiencia formativa consistente de cursos curriculares de ciencia y a una experiencia de campo de práctica docente. Encuentra básicamente lo siguiente:
En los cambios que se han suscitado en los últimos años en los programas de educación de profesores de ciencias, De Jong, Korthagen y Wubbels (1998) ubican como una tendencia común importante, el creciente interés en los pensamientos de los profesores de ciencias, especialmente en el conocimiento de la asignatura y en sus concepciones del aprendizaje. Estos autores arriban a las siguientes tres cuestiones prominentes en la formación reciente de profesores en Europa:
De Jong, Ahtee, Goodwin, Hatzinikita y Koulaidis (1999), como resultado de un estudio internacional realizado con futuros profesores de química acerca de sus concepciones y preocupaciones en la enseñanza de la combustión, concluyen que a pesar de la diversidad de currículos nacionales y programas de educación para la enseñanza, los profesores en formación de diferentes países mantienen en común un gran número de concepciones y preocupaciones. De esta manera sugieren cuatro ideas a seguir en los cursos de formación del profesorado de ciencias:
Sánchez-Blanco y Valcárcel-Pérez (2000) han escrito un estudio en el que mencionan la transformación de un profesor en formación de la secundaria cuando toma decisiones sobre el qué y el cómo enseñar el tópico concreto de “el mol y los cálculos químicos”. Allí citan el término de Shulman como «el conocimiento didáctico del contenido», basados quizás en la traducción que hace Mellado (1996), por primera vez en España. Aunque “didáctica” y “pedagogía” tienen que ver ambas con la educación, nos parece que pedagogía tiene un significado más amplio (Pedagogía puede ser un sinónimo de “ciencia de la educación”). Mientras que didáctica tiene un significado más restringido, que tiene que ver sólo con “enseñanza” (La didáctica como disciplina que se encarga del “arte” de enseñar). De cualquier forma, como el creador del término lo acuñó como “Pedagogical Content Knowledge” pensamos que debemos reservar lo “pedagógico” para el término en español, como «conocimiento pedagógico del contenido» (Acevedo, 2004). Koballa et al. (2000), en un estudio realizado sobre las concepciones del aprendizaje y enseñanza de la química de futuros profesores de nivel superior, encontraron que éstos mantienen tres concepciones cualitativamente diferentes del aprendizaje de la química: a) como un aumento de conocimiento químico de fuentes creíbles, b) como la resolución de problemas químicos y c) como una construcción de entendimiento personal. Asimismo, hallan también tres concepciones cualitativamente diferentes de la enseñanza de la química: a) como una transferencia de conocimiento químico del profesor a los alumnos, b) como el planteamiento de problemas químicos para que los alumnos los resuelvan y c) como la interacción con los alumnos. Aún cuando un profesor puede tener más de una concepción del aprendizaje o la enseñanza de la química, hay una que domina su perspectiva. Los autores encontraron que la mayoría de los futuros profesores mantienen concepciones reproductivas, más que constructivas, del aprendizaje de la química, así como que sus concepciones de la enseñanza son facilitadoras del aprendizaje reproductivo. Van Driel, de Jong y Verloop (2002) describen el enriquecimiento del CPC de 12 profesores en formación con relación al tema de la relación ‘macro-micro’ en la enseñanza de la química, durante el primer semestre de su año formativo como posgraduados. Evalúan su conocimiento de la materia, su experiencia docente con respecto a tópicos específicos, el conocimiento de las concepciones y las dificultades de aprendizaje estudiantil, y su participación en talleres de trabajo específicos. De Jong, Veal y van Driel (2002) analizan en una sección los cursos para desarrollar el conocimiento básico de los profesores de química, sea a través de talleres de trabajo intensivos sobre demostraciones químicas o sobre mapas conceptuales, cursos integrados y experiencias docentes durante su formación. Estos autores ponen énfasis en las bondades que tienen los cursos que integran actividades de taller con la práctica docente. Nos hablan de un curso diseñado desde una perspectiva constructivista del aprendizaje que considera las siguientes cinco etapas:
Veal (2004) ha explorado las creencias en la enseñanza de futuros profesores de química y su relación con el CPC, y cómo los conocimientos de los profesores en formación se van desarrollando. Para ello utiliza una variación del método llamado “microgenético” en el cual se emplean viñetas como una estrategia de intervención moderada, diseñada para facilitar la indagación (Veal, 2002). Sus resultados indican que los componentes de CPC observados en este estudio, se desarrollaron a diferentes velocidades en cada uno de los participantes, debido a sus experiencias previas que formaron sus creencias. El desarrollo del conocimiento y creencias de los profesores fue sinérgico y basado más sobre la experiencia en el salón de clase y menos a través de los métodos tradicionales (seminarios, clases, literatura). Vicente Talanquer (2004) dice que hasta la aparición del concepto de CPC hemos dado bandazos en el proceso de formación de profesores. Insiste en que transformar el conocimiento disciplinario en formas que resulten significativas para los estudiantes requiere que el docente posea el CPC suficiente para que:
Recientemente De Jong y Van Driel (2004) han investigado cuáles serían los elementos formativos más preciados para acrecentar el CPC de estudiantes-profesores. Se abocan al tema de la relación macro-micro en la educación química y a seguir el desarrollo de dificultades de enseñanza y de dificultades de aprendizaje. Llegan a la conclusión de lo importante que resulta la incorporación de la práctica docente en el proceso formativo, unido a la discusión de artículos de investigación educativa en talleres de trabajo, por ejemplo sobre los temas de concepciones alternativas de los estudiantes y modos de razonamiento en dominios específicos. Con relación al crecimiento del CPC sobre enseñanza experimental, Hofstein y Lunetta (2004) apuntan que “acrecentar en los profesores de ciencias el conocimiento del contenido y su conocimiento pedagógico del contenido (Gess-Newsome, 1999; Shulman, 1986) puede ayudar a que éstos desarrollen más altos niveles de conocimiento, habilidades y confianza para construir ambientes de aprendizaje efectivos, lo que incluye experiencias científicas de laboratorio más sustantivas y significativas. En esta era de expansión exponencial del conocimiento de ciencia y pedagogía, tal desarrollo debería ser un proceso continuo a lo largo de la vida profesional de un profesor. La literatura ha sugerido que las inconsistencias entre los objetivos del profesor y las limitaciones de sus habilidades, en este caso en el laboratorio escolar, deben dirigirse cuidadosamente en programas de desarrollo profesional de largo plazo diseñados para desarrollar el entendimiento, conocimiento y habilidades de los profesores”. En los últimos años, Talanquer (2005) se ha dedicado al desarrollo y la implementación de actividades diseñadas para el desarrollo del CPC de profesores de química en formación. Una de las tareas que él ha desarrollado para este fin, la ha denominado “Una Tabla Periódica en un Universo Paralelo” y es una actividad basada en el descubrimiento que, de acuerdo a los resultados de sus estudios, ayuda a los profesores en formación a integrar ideas centrales que previamente han mantenido como piezas aisladas de información; los hace conscientes de las muchas dificultades que los estudiantes pueden enfrentar cuando están tratando de entender conceptos químicos fundamentales; reconocer las dificultades que ellos experimentaron al analizar fuentes múltiples de datos, determinar la información relevante e identificar las ideas centrales o métodos para ayudarlos a resolver un problema dado. En esta tarea se propone un ejercicio de análisis de un conjunto de propiedades de los elementos de un universo paralelo, para intentar que desemboquen en la construcción del diagrama periódico de esos elementos. Se trata de un experimento sumamente creativo en el que los estudiantes-profesores logran revisar el entendimiento básico de conceptos tales como masa atómica relativa, mol, periodicidad, estado de oxidación y composición química. No cabe duda que la creación del concepto CPC ha dado un vuelco en la metodología de los programas formativos de los profesores de ciencias. Vicente Talanquer et al. (2003), por ejemplo, han trabajado vigorosamente en la Universidad de Arizona para poner al punto el programa de formación de profesores. Han incorporado un curso de 3 créditos con el nombre de “Métodos de Enseñanza del Contenido” que versa precisamente sobre el CPC específico del área de concentración del futuro profesor (biología, química, física o ciencias de la tierra). Así, poco a poco, el CPC empieza a ser la manera de identificar variables que determinan la formación de un buen docente, aunque falta mucho por estudiar todavía para resolver las tensiones generadas “por la búsqueda de balance entre conocimiento disciplinario y conocimiento pedagógico, y entre conocimientos teóricos y práctica en el aula” (Talanquer, 2004). |
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