Páginas de Educación, 17(2)

julio-diciembre 2024

DOI: 10.22235/pe.v17i2.3744

Artículos

Sistemas de organización de contenidos en ciencias naturales: revisión bibliométrica entre 2010 y 2022

Content Organization Systems in Natural Sciences: A Bibliometric Review from 2010 to 2022

Sistemas de organização de conteúdos em ciências naturais: uma revisão bibliométrica entre 2010 e 2022

Rubinsten Hernández Barbosa¹ ORCID: 0000-0002-5595-5344

Zharick Juliana Álvarez Romero² ORCID: 0009-0003-5636-3097

María Alejandra Cuadros Cetina³ ORCID: 0009-0004-5724-3385

Álvaro García Martínez⁴ ORCID: 0000-0002-3597-6252

¹Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Colombia, rubinsten.hernandez@uptc.edu.co

²Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia

³Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia

⁴Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia

Resumen:
Se presenta un análisis bibliométrico realizado con base en trabajos de investigación publicados entre el año 2010 y 2022 para responder a la pregunta: ¿Cómo se organizan los contenidos objeto de enseñanza en las ciencias naturales y en qué se fundamentan teórica y metodológicamente? La búsqueda se hizo en las bases de datos SciELO, Dialnet, Scopus, ProQuest y el buscador Google Académico usando las siguientes palabras clave: secuencias de enseñanza y aprendizaje, secuencia de enseñanza, secuencia de aprendizaje, propuesta didáctica, propuesta de enseñanza, estrategia didáctica, unidad didáctica, secuencia didáctica, experiencia de aula, proyecto de aula, sistema didáctico y ciencias naturales (biología, física, química, astronomía y geología). Se encontraron 85 artículos para cuyo análisis se establecieron tres categorías: 1) características generales de los artículos, 2) naturaleza de las experiencias planteadas y 3) elementos mediadores en la construcción. Se estableció que los sistemas de organización de contenidos mayormente implementados son “secuencia de enseñanza y aprendizaje”, “secuencia didáctica” y “unidad didáctica” y se observó que los docentes comienzan a considerar los contextos y realidades del estudiantado, tanto en contenidos como en estrategias. También se establecieron elementos importantes para los docentes a la hora de diseñar una organización de contenidos: la historia de las ciencias, las habilidades cognitivo-lingüísticas, las nuevas tecnologías informáticas y la evaluación.

Palabras clave: contenidos de enseñanza; ciencias naturales; secuencia didáctica; unidad didáctica.

Abstract:
This paper presents a bibliometric analysis based on research studies published between 2010 and 2022 to address the question: How are the contents of natural sciences teaching organized, and what are their theoretical and methodological foundations? The search was conducted in the SciELO, Dialnet, Scopus, ProQuest, and Google Scholar databases using the following keywords: teaching and learning sequences, teaching sequence, learning sequence, didactic proposal, teaching proposal, didactic strategy, didactic unit, didactic sequence, classroom experience, classroom project, didactic system, and natural sciences (biology, physics, chemistry, astronomy, and geology). A total of 85 articles were found and analyzed according to three categories: 1) general characteristics of the articles, 2) the nature of the proposed experiences, and 3) mediating elements in the construction. The study established that the most commonly implemented content organization systems are "teaching and learning sequence," "didactic sequence," and "didactic unit." It was also observed that teachers are increasingly considering the contexts and realities of students in both content and strategies. Additionally, important elements were identified for teachers when designing content organization, including the history of sciences, cognitive-linguistic skills, new information technologies, and evaluation.

Keywords: teaching content; natural sciences; didactic sequence; didactic unit.

Resumo:
Apresenta-se uma análise bibliométrica baseada em artigos de pesquisa publicados entre 2010 e 2022 para responder à pergunta: Como são organizados os conteúdos de ensino nas ciências naturais e quais são seus fundamentos teóricos e metodológicos? A busca foi realizada nas bases de dados SciELO, Dialnet, Scopus, ProQuest e no motor de busca Google Scholar, utilizando as seguintes palavras-chave: sequências de ensino e aprendizagem, sequência de ensino, sequência de aprendizagem, proposta didática, proposta de ensino, estratégia didática, unidade didática, sequência didática, experiência de sala de aula, projeto de aula, sistema didático e ciências naturais (biologia, física, química, astronomia e geologia). Foram encontrados 85 artigos, para cuja análise foram estabelecidas três categorias: 1) características gerais dos artigos, 2) natureza das experiências propostas e 3) elementos mediadores na construção. Foi estabelecido que os sistemas de organização de conteúdo mais comumente implementados são "sequência de ensino e aprendizagem", "sequência didática" e "unidade didática", e foi observado que os docentes estão começando a considerar os contextos e as realidades dos alunos, tanto em termos de conteúdo quanto de estratégias. Também foram estabelecidos elementos importantes para os docentes na elaboração da organização do conteúdo: a história da ciência, as habilidades cognitivo-linguísticas, as novas tecnologias informáticas e a avaliação.

Palavras-chave: conteúdo de ensino; ciências naturais; sequência didática; unidade didática.

Recibido: 04/11/2023

Aceptado: 02/07/2024

Implicaciones prácticas

De esta revisión bibliométrica se desprenden elementos basados en evidencia para la construcción del conocimiento y la experiencia en la enseñanza de las ciencias naturales. Se recomienda a los docentes:

• Integración de TIC: Utilizar tecnologías de la información y la comunicación (TIC) como componentes centrales en el diseño de actividades pedagógicas y/o como herramientas de apoyo.

• Incorporación de la historia de las ciencias: Diseñar actividades que incluyan la historia de las ciencias para contextualizar y enriquecer la enseñanza, facilitando la comprensión y haciendo el aprendizaje más relevante y atractivo.

• Desarrollo de habilidades cognitivas y cognitivo-lingüísticas: Crear actividades que fomenten habilidades como definir, describir, resumir, explicar, justificar, argumentar y demostrar, para mejorar la capacidad de los estudiantes de estructurar y comunicar el conocimiento científico.

• Evaluación continua: Implementar un proceso de evaluación continua y no sumativa, que mejore el diseño pedagógico y la práctica docente.

• Definición clara de actividades pedagógicas: Establecer claramente la estructura de las actividades pedagógicas, incluyendo competencias, indicadores, objetivos, caracterización del grupo, plan de trabajo, tiempo de la experiencia, herramientas, materiales y resultados esperados, para facilitar la comprensión y replicación de las experiencias educativas.

Introducción

En las instituciones educativas, los docentes utilizan diversas estrategias de enseñanza para lograr los aprendizajes y desarrollo de destrezas, habilidades o competencias que se han establecido en los planes de aula para cada uno de los grados. Este tipo de organización de los contenidos para la enseñanza (en diferentes niveles de formación) permite el desarrollo de una serie de actividades relacionadas entre sí, que requieren el uso de recursos físicos, tecnológicos, económicos y humanos, entre otros, que en conjunto vienen a establecer los ambientes de aula. Estas formas de organización han recibido diferentes denominaciones. Por ejemplo, MéHeut y Psillos (2004) señalan que a inicios de los años ochenta se abrió una línea notable de investigación, que implicó tanto el diseño como la implementación de secuencias temáticas orientadas a favorecer el aprendizaje de temas específicos de ciencias naturales. El uso de estas secuencias ha ido creciendo, y son tomadas como un recurso que permite organizar los contenidos desde lo más simple a lo más complejo. Actualmente, estas secuencias se estructuran con actividades enfocadas a las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), como simuladores de procesos científicos, videos que muestran los diferentes fenómenos naturales, entre otros.

Por otra parte, Marchán-Carvajal & Sanmartí (2015) mencionan que la planeación de las secuencias de enseñanza y aprendizaje (SEA) implica una selección cuidadosa de actividades de enseñanza y aprendizaje que resulten adecuadas para cumplir los objetivos. Dado su creciente uso, Couso (2011) plantea que son diversos los grupos de investigación que han propuesto marcos conceptuales para la elaboración de las SEA, lo cual se ha realizado a partir de resultados de investigación y evidencias empíricas. Aunque no existe un diseño único, sino que, por el contrario, se han planteado varios modelos para su elaboración, estas SEA poseen diferentes elementos o aspectos que permiten la planeación de actividades a partir de contenidos, competencias y enfoques epistemológicos y didácticos.

MéHeut y Psillos (2004) clasifican las secuencias a través del rombo didáctico de Brousseau, el cual señala un eje vertical que representa la dimensión epistémica, que hace referencia al conocimiento del mundo material, y un eje horizontal que representa la dimensión pedagógica, que evidencia la relación entre enseñanza y aprendizaje que se da entre profesores y alumnos. Unas de las primeras SEA propuestas se centra en la relación de los estudiantes y el mundo material, ya que se enfoca en las ideas de los alumnos sobre el mundo y cómo se podría, a partir de allí, llegar a un cambio conceptual más relacionado hacia lo científico. Otro tipo de SEA se muestra en un eje epistemológico entre la ciencia y el mundo material, que enfatiza la reflexión sobre el conocimiento científico, su naturaleza, sus procedimientos, interacciones, sus formas de producción, entre otros (Couso, 2011).

Los dos tipos de secuencia de enseñanza y aprendizaje planteadas por MéHeut y Psillos (2004) establecen extremos que relacionan la parte psicológica y cognitiva, centrada en el estudiante y su relación con el mundo que lo rodea, y lo disciplinar y epistemológico, centrado en la ciencia y su relación con el mundo. No obstante, actualmente las SEA utilizan un enfoque mixto entre los extremos anteriormente mencionados, lo cual resalta la importancia de realizar esta interrelación al momento de diseñar una SEA centrada en el aprendizaje. En ese orden de ideas, para la realización de una SEA es necesario tener en cuenta el qué y el cómo se enseña. Couso (2011) muestra el modelo de reconstrucción educativa y destaca “la importancia de seleccionar y transformar los contenidos, de acuerdo tanto con lo que pueden aprender los alumnos como con lo que es relevante desde el punto de vista de la ciencia y de una ciencia social” (p. 62). Así que la importancia de seleccionar los contenidos, a partir de las competencias o currículos de cada país, es una parte primordial de la creación de una SEA y el planteamiento de sus objetivos.

Actualmente, las SEA han ido evolucionando y con ellas el tipo de actividades y recursos, en las cuales se ha involucrado el uso de las TIC. Esto ha tomado mayor importancia en el año 2020, a consecuencia de la pandemia de COVID-19. Tal como plantea la UNESCO:

Hoy en día, los docentes encargados de una clase necesitan estar preparados para ofrecer a sus alumnos posibilidades de aprendizaje con el apoyo de las nuevas tecnologías. Estar preparados para utilizar la tecnología y saber cómo ésta puede contribuir al aprendizaje de los estudiantes son dos capacidades que han llegado actualmente a formar plenamente parte del catálogo de competencias profesionales de cada docente (Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura, 2007, p. 4).

Es decir que, actualmente, los procesos de enseñanza y aprendizaje en escenarios formales de educación exigen un conocimiento y dominio por parte de los docentes de la diversidad de recursos tecnológicos y digitales para diseñar y generar diferentes procesos de formación en el aula de clases.

A partir de lo anterior se realiza una revisión bibliométrica de artículos relacionados con sistemas de organización de contenidos objeto de estudio en el área de ciencias naturales, lo cual permite determinar cómo se organizan y fundamentan en los diferentes niveles educativos y su frecuencia de publicación en los diferentes países.

Metodología

Se retoman los planteamientos de Gil (2002), quien señala que para un estudio bibliométrico inicialmente es necesario elegir la temática, realizar un estudio bibliográfico preliminar, formular el problema, organizar la lógica y realizar la redacción de los resultados. La Figura 1 señala los pasos que se establecieron en el estudio bibliométrico; luego se describe cada uno de ellos.

Figura 1: Pasos establecidos para realizar el análisis bibliométrico

Diagrama

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Nota: Adaptado de Vargas Sánchez y García Martínez (2021).

Paso 1. Definición y delimitación del campo de conocimiento: se estableció que el campo a trabajar serían los sistemas de organización de contenidos, lo que permitió la consolidación preliminar de las palabras de búsqueda.

Paso 2. Definición de palabras clave: secuencias de enseñanza y aprendizaje, secuencia de enseñanza, secuencia de aprendizaje, propuesta didáctica, propuesta de enseñanza, estrategia didáctica, unidad didáctica, proyecto de aula, secuencia de actividades y ciencias naturales. La búsqueda se realizó con las palabras clave en inglés, español y portugués.

Paso 3. Selección de las bases de datos: con el fin de facilitar la búsqueda se seleccionaron bases de datos de acceso abierto y/o con acceso concedido por la institución. Estas fueron SciELO, Dialnet, Scopus, ProQuest y Google Académico.

Paso 4. Selección de criterios: trabajos producto de investigación relacionados con las palabras clave anteriormente definidas, publicados desde el año 2010 hasta el mes de mayo de 2022. No se tuvieron en cuenta la gratuidad o disponibilidad en línea de los trabajos, puesto que la mayoría de ellos se encontraban con acceso abierto; aquellos cuya lectura requería un pago se obtuvieron finalmente por los convenios de la institución con determinadas bases de datos y revistas (ProQuest, Scopus, Taylor & Francis Group y Springer Link).

Paso 5. Construcción de la matriz de análisis: se construyó con la finalidad de sistematizar los artículos. Se tuvo en cuenta la indexación en Scopus, de la cual se crean cinco categorías que toman en consideración: el nombre del trabajo, revista a la cual pertenece, dirección DOI o ISSN, idioma, año de publicación, autores, palabras clave, resumen, acceso (abierto o de pago), resumen en su idioma original, en español y área de conocimiento a la cual se adscribe (biología, química, física, astronomía y geología). Inicialmente los parámetros tomados corresponden al trabajo de Vargas Sánchez y García Martínez (2021); sin embargo, esta se modificó de acuerdo con las necesidades propias del presente artículo.

Paso 6. Búsqueda y selección de artículos: se aplicó el filtro en cuanto al intervalo de años seleccionado (2010 hasta mayo 2022) y el área de conocimiento, usando operadores booleanos (AND, OR). Se obtuvo un total de 353 documentos que pasaron por una lectura sistemática (análisis de título, palabras clave y resumen), de la que quedaron 85 trabajos.

Paso 7. Sistematización y análisis: los 85 artículos se organizaron en la matriz; se les asignó un código, que corresponde a la clasificación de la revista en Scopus y el año de su publicación (Tabla 2), se inició el ejercicio de lectura, el cual generó tres categorías de análisis, adaptadas del trabajado de Vargas Sánchez y García Martínez (2021), las cuales se relacionan en la Tabla 1.

Tabla 1: Criterios usados para realizar el análisis de los documentos

Tabla

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Nota: Tomado y adaptado de Vargas Sánchez y García Martínez (2021).

Paso 8. Reconstrucción de la matriz: una vez se realizó la lectura de los artículos surgieron nuevos aspectos de clasificación, lo que llevó a reconstruir y/o enriquecer la matriz con categorías producto de la lectura. Entre los nuevos criterios resalta la manera en la cual se trabaja la interdisciplinaridad, el surgimiento de la experiencia, y el tomar en cuenta investigaciones publicadas en revistas que no hacen parte de los índices bibliográficos de Scopus.

Paso 9. Redacción del documento: la fase final del trabajo corresponde a la redacción del documento con base en los datos obtenidos y las categorías mencionadas, para realizar el escrito se trabajan las categorizaciones mencionadas por Vargas Sánchez & García Martínez (2021).

Resultados y discusión

El análisis de resultados se hizo a partir de la matriz construida, la cual se organizó según las categorías de análisis. La Figura 2 muestra el número de artículos publicados en cada una de las revistas, agrupadas según el cuartil de SCImago. La mayor parte de las investigaciones seleccionadas se encuentran en las categorías Q4 y “sin clasificación”.

Figura 2: Identificación y clasificación de revistas y cantidad de artículos seleccionados de acuerdo con el cuartil

Imagen que contiene Tabla

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En la Tabla 2 se muestra la información sobre los 85 artículos seleccionados y su clasificación, también aquellos cuyas revistas no entran en esta categoría.

Tabla 2: Artículos implementados para la revisión

Tabla

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Criterios de análisis 1

Estos primeros criterios corresponden a la información general de los artículos seleccionados. Para el año de publicación se eligió el intervalo de tiempo entre el 1 de enero de 2010 hasta 31 de mayo del año 2022, como se puede observar en la Figura 3.

Figura 3: Artículos publicados entre 2010-2022

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Nota: Hace referencia a la cantidad de artículos tomados para la elaboración del estudio.

La mayor parte de los artículos seleccionados según los criterios de búsqueda en las bases de datos y posteriormente seleccionados por los investigadores corresponden al año 2019 con un total de 15 trabajos, que corresponde a un 17.64 %. Es importante recordar que los artículos fueron seleccionados a partir de criterios de búsqueda (palabras claves) que responden a un marco teórico actual en la enseñanza de las ciencias naturales. En este sentido, se evidencia que desde el 2015 hay un aumento en las publicaciones, ya que el 82.35 % está en el intervalo de tiempo 2015-2022. La investigación en este campo ha tenido un auge en los últimos años, lo que permite el desarrollo de herramientas y recursos didácticos para la enseñanza de las ciencias, que pueden ser considerados por los profesores al momento de diseñar sus propuestas de enseñanza y aprendizaje.

La Figura 4 muestra la cantidad de artículos por país; el 21.17 % son publicados por autores brasileños; sin embargo, es importante señalar que Brasil es el país de procedencia del primer artículo, por ello los artículos con códigos 14, 32, 73, 77 de la Tabla 2, el idioma de la publicación no es portugués.

Figura 4: Países en donde se desarrolla la experiencia investigativa

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Nota: Hace referencia a los artículos implementados para la elaboración del estudio.

El 63.52 % de los artículos revisados se han realizado en países hispanohablantes; sin embargo, solo el 34 % están escritos en español, quizás sea debido a que gran parte de estos trabajos se están escribiendo en inglés (Figura 5). Este idioma sigue predominando en muchos casos, ya que en palabras de Encalada-Díaz (2017), históricamente los artículos publicados en inglés tienen una más alta difusión y aceptación en la comunidad científica, mostrando de esta forma una mayor posibilidad de aprobación en los distintos sectores. Además, se consideran tres aspectos que pueden explicar estos resultados: 1) al hacer la búsqueda en las bases de datos especializadas, las palabras claves generalmente usadas por los investigadores están escritas en inglés; 2) hay mayor número de revistas indexadas que provienen de países de habla inglesa; y 3) las casas editoriales toman el inglés como base general de publicación para toda la revista.

Figura 5: Idioma de publicación del artículo

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Criterios de análisis 2

A partir de la lectura de los 85 artículos, se pudo establecer características en común que permiten comprender la naturaleza misma de los trabajos realizados, responder a la pregunta de cómo se organizan los contenidos en ciencias naturales y que, además, permitieron enriquecer en mayor medida las propias categorías que se habían establecido inicialmente. Para comenzar, se tienen en cuenta aspectos como la rama de las ciencias naturales en la cual se organizan los contenidos que son objeto de enseñanza (Figura 6).

Figura 6: Investigaciones por áreas de conocimiento

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Un 29.41 % de los trabajos seleccionados se desarrollaron en el área de física. Esto puede deberse al hecho de los temas de esta área se tratan desde el razonamiento lógico matemático y no desde el propio campo fenomenológico de la física, lo que puede generar un rechazo y bajo rendimiento por parte del alumnado. Además, si la manera en la que esta se enseña no devela una utilidad en el entorno del alumno y el recurso matemático implementado no cuenta con suficiente soporte, puede resultar en un ejercicio netamente memorístico (Carranza et al., 2011).

Otro aspecto que llama la atención es la poca integración interdisciplinar. Solo se evidencia en un 16.47 % de los artículos analizados, quizás sea debido a la especificidad de la didáctica de cada disciplina. Esta situación destaca la importancia de comenzar a generar mecanismos y lenguajes comunes en las ciencias con el ánimo de facilitar su comprensión e interconexión para generar un mejor aprendizaje y aplicabilidad (Izquierdo Aymerich, 2022).

Si bien algunos estudios se presentan en el área de educación primaria (6 a 10 años) y media (16 a 18 años) —7.05 y 11.76 % respectivamente—, el área de mayor incidencia, con un 48.23 % de los trabajos, fueron propuestos para estudiantes de secundaria (11 a 15 años), seguido de la formación universitaria (16 años en adelante) con un 25.88 % (Figura 7). Con base en estos datos, se establece que en secundaria el área de física y biología es la que ha representado un mayor reto para los docentes, si se compara con otras disciplinas de las ciencias naturales.

Figura 7: Etapa educativa en la cual se desarrolla la investigación

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En cuanto a la estrategia pedagógica usada se aprecia un creciente uso de las TIC y la gamificación, como respuesta a las necesidades actuales. Desde el 2015 se ve un auge de propuestas que incluyen las nuevas tecnologías, que favorecen el desarrollo de habilidades digitales, además de fortalecer la regulación, planeación, desarrollo y evaluación de los contenidos (García-Martínez et al., 2018). El uso de estas supone una innovación en cuanto al diseño que, como se puede apreciar en la Figura 8, es un generador del 5.88 % de las experiencias.

Figura 8: Estrategia pedagógica usada

Gráfico

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Otra estrategia empleada es la denominada aprendizaje basado en el contexto, que busca generar una aplicabilidad de los conocimientos con base en el entorno inmediato del estudiantado. La necesidad de generar una visibilidad y/o aplicabilidad del conocimiento genera el 8.23 % de las experiencias. En palabras de Quijano Hernández (2018) “este tipo de modelo da sentido a las situaciones y son el pretexto para la construcción de explicaciones” (p. 4), permite la creación de modelos mentales más complejos de acuerdo con sus necesidades.

Frente a la estrategia de modelización se observa que un 8.23 % de los trabajos tomados tienen este enfoque de formación en los estudiantes. De esta forma, la modelización se considera como una reconstrucción de las representaciones que crea el alumno y cómo estas pueden ser empleadas para alcanzar aprendizajes significativos (Tamayo Alzate, 2013). Es allí donde la modelización con diversas herramientas tecnológicas busca que los estudiantes hagan representaciones que corresponda a la representación de la realidad del fenómeno, lo cual requiere reflexión, búsqueda e indagación de información, habilidades necesarias para introducir en el aula otras estrategias como la resolución de problemas (Gaulin, 2001).

En esta misma perspectiva, se ubica la estrategia CTS (ciencia, tecnología y sociedad). Los asuntos sociocientíficos y el uso de controversias en donde los fenómenos científicos se tratan en sus dimensiones sociales, políticas y culturales, entre otras, permiten considerar la ciencia como un proceso humano, que hace parte de la cultura, y de esta manera aproximar a los estudiantes a comprender la estrecha relación que hay entre el desarrollo del conocimiento científico y los aspectos sociales, económicos y políticos, entre otros (Schlierf, 2010).

Una de las nuevas líneas de investigación es la metodología STEAM, que además de las matemáticas, ingeniería, tecnología y ciencia permite incorporar el arte, para generar una mayor motivación en el estudiantado (Meza González & Duarte Abarca, 2020). Desde esta óptica se encontraron un 10.58 % de los trabajos tomados. Por otro lado, para el desarrollo de la autonomía y autorregulación surgen metodologías como el aula invertida y el aprendizaje entre pares, en donde el estudiante comienza a ser más activo en sus procesos, alcanzando casi que de forma personalizada las competencias u objetivos planteados (Aguilera-Ruiz et al., 2017).

La estrategia empleada es parte fundamental de cómo se organizan las actividades en el aula, puesto que da una base para trazar el plan de acción con el cual se pretende alcanzar el objetivo final, que es tanto el desarrollo de habilidades cognitivas como la comprensión de los fenómenos objeto de estudio en las diversas disciplinas que abarcan las ciencias naturales.

En la Figura 9 se señala la cantidad de trabajos considerando las problemáticas que dieron origen a la investigación. Se destaca que un 22.35 % de los trabajos surge debido a la complejidad de los temas y las dificultades que tiene el estudiantado en la comprensión de los conceptos, ya que muchos de los conceptos, especialmente en química y física, requieren procesos de abstracción y desarrollo de pensamiento hipotético deductivo. Además, se hace énfasis en la matematización del fenómeno y en su compresión. Esta situación puede generar frustración y rechazo (Carranza et al., 2011), así como actitudes negativas hacia estas asignaturas.

Figura 9: Origen de la investigación

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Nota: Hace referencia a las razones por las cuales surgen las diferentes investigaciones abordadas en la revisión.

Conforme a la pregunta planteada inicialmente, en la Figura 10 se presentan las diversas denominaciones que se reportan en los 85 artículos revisados. La secuencia de enseñanza y aprendizaje (SEA o TLS, por sus siglas en inglés), con un 28.23 %, es la forma más común de denominación, y es ampliamente usada en países angloparlantes, donde se ha referencia a la pedagogía y no a la didáctica, que es el caso de países hispanos, en los que la denominación secuencia y propuesta didáctica son más usadas con 22.35 % y 20 % respectivamente.

Figura 10: Denominación del sistema de organización de contenidos

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Esta denominación da respuesta a cómo se van a organizar, estructurar y abordar los contenidos; cada una tiene características propias. Una SEA se entiende como una progresión del conocimiento, una organización del propio proceso de aprendizaje (Bingham & Davis, 2012), que tiene en cuenta el camino a seguir y los resultados esperados por el estudiante (MéHeut & Psillos, 2004). Allí hay una estrecha relación entre la dimensión epistemológica y pedagógica (MéHeut, 2005). Por otro lado, una secuencia didáctica, según Tobón (2010) es el “conjunto articulado de actividades de aprendizaje y evaluación que, con la mediación de un docente, buscan el logro de determinadas metas educativas” (p. 20); es allí donde se encuentra la primera diferencia, y es que esta última no tiene en cuenta las progresiones que se deben ir dando y, por ende, considera el aprendizaje como un proceso no necesariamente lineal.

En cuanto a unidad didáctica, este es un conjunto de elementos pedagógicos, los cuales se organizan para desarrollar en un tiempo y espacio determinado un tema (Gómez & Puentes, 2017). No necesariamente tiene en cuenta una progresión, por lo que resulta ser similar a las propuestas y estrategias didácticas, las cuales acogen los métodos, medios y técnicas para alcanzar un objetivo en específico (Hernández Arteaga et al., 2015).

Finalmente, se encuentran otras denominaciones como lo son los proyectos de aula, secuencias de actividades y actividades de aprendizaje; la primera de estas se centra en la realidad del aula, hace una jerarquización de los contenidos y se desarrollada mediante la metodología de proyectos (Carrillo, 2001). En cuanto al segundo y tercer término, no se encuentra mucha información al respecto más que la mencionada por el propio trabajo, que luego la lectura se puede definir como: una serie de actividades de manera secuenciada que tienen como fin el desarrollo o cumplimiento de una meta en donde no se especifican tiempos o espacio.

Cada una de estas formas de organización de los contenidos encuentran puntos en común entre sí y dan respuesta a un objetivo pedagógico y didáctico, sus diferencias radican de manera general en la forma en la cual se introducen los mismos y cómo se va a lograr los objetivos establecidos en cada una de las propuestas.

Criterios de análisis 3

En este apartado se han establecido categorías que se consideran fundamentales para la estructuración de los contenidos, sus explicaciones y el desarrollo del pensamiento científico, así como de las habilidades y competencias mencionadas por los distintos organismos reguladores de la educación (Jorba et al., 2000; Paredes & García-Martínez, 2022). En primera instancia, se encuentran aquellas que actúan como mediadoras en la construcción del conocimiento, que se encuentran explícitas en el sistema de organización de contenidos y se centran en lo que se busca desarrollar en los estudiantes. Por otro lado, se tienen aquellas que funcionan como mediadoras de la experiencia, las cuales se enfocan en la concepción que tiene el docente acerca de la enseñanza y la construcción de los propios sistemas de actividades.

Mediadoras en la construcción del conocimiento

Tecnologías de la información y la comunicación

El primero de estos aspectos es la incorporación de nuevas herramientas tecnológicas e informáticas en el marco de las clases de ciencias naturales, esta categoría se dividió en dos secciones, que se relacionan en la Tabla 3.

Tabla 3: Implementación de las TIC

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La intencionalidad en la incorporación de las TIC es uno de los elementos a tener en cuenta, dado que puede ser una respuesta a la manera en la que los docentes buscan renovar su práctica profesional. Según la clasificación de Quintanilla y Vauras (2021), los principales tipos de software educativo en la categoría de TIC como elemento central son: multimedia (lineal) e hipermedia (no lineal); estos programas se definen como aquellos que combinan diversos tipos de información. Algunos ejemplos de estos trabajos son los desarrollados por Gómez-García et al. (2020), Occelli et al. (2017), Simões-Neto et al. (2015) y Faúndez et al. (2017).

Otro tipo de software implementado son los simuladores que, como su nombre indica, simulan un entorno real y permiten la modificación de variables y, por ende, contrastar hipótesis. Estos se han aplicado en las experiencias de Faúndez et al. (2017), Simões-Neto et al. (2015), Castrillón et al. (2014), Da Silva y Bossolan (2019), Rodrigues y Arnold (2022) y Rodriguez Barocio et al. (2021).

Es importante mencionar que la realidad virtual aumentada, que permite la alternación entre imágenes digitales y la realidad, solo se evidencia en la experiencia de Merino et al. (2015). Resulta llamativo que, a pesar de los grandes avances en estas tecnologías, para su uso en educación en la última década, haya pocos estudios que la exploren en este contexto. Cada uno de los artículos que se basa en el uso de las TIC utiliza bases de datos, como buscadores expertos, para respaldar su investigación.

Historia de las ciencias

La consideración de la historia de las ciencias (HC) como uno de los elementos claves para la elaboración de sistemas de organización de actividades parte del hecho de que son más que un elemento de conceptualización. A partir de ellas se puede dar pie al desarrollo de habilidades como la formulación de preguntas, a la vez que estas son más interesantes y contextualizadas, permitiendo la comprensión no solo de los aspectos netamente relacionados con las ciencia, sino que brindan un punto de vista social y cultural (Izquierdo et al., 2014; Izquierdo & Sanmartí, 1990; Paredes & García-Martínez, 2022). Al igual que en el apartado anterior se ha dividido en dos secciones, relacionadas en la Tabla 4.

Tabla 4: Incorporación de la historia de las ciencias.

Habilidades cognitivas y cognitivo-lingüísticas

Parten de considerar un modelo constructivista, donde la construcción de conocimiento está mediada y/o influenciada tanto por las experiencias individuales del estudiantado como de la escuela y las interacciones que tiene con cada uno de los actores educativos, entre otros factores. Estas habilidades juegan un papel importante en el proceso de socialización del estudiante, permiten vislumbrar la manera en que está estructurando el conocimiento y evaluar la progresión de este, así como procesos de negociación de significados (Vigotsky, 1979, 1995; Jorba et al., 2000). Estos aspectos se consideran claves a la hora de proponer un diseño.

Si bien ninguno de los trabajos tomados se centra en el desarrollo de dichas habilidades, de manera implícita se trabajan en las actividades planteadas, puesto que se encuentran encaminadas al fomento de competencias tales como explicar, argumentar y justificar, que apuntan a lo descrito como HCL en el trabajo de Jorba et al. (2000). Es importante resaltar que, aunque no hay un orden lineal en el desarrollo de dichas habilidades, sí se presenta un distinto grado de complejidad en estas, por lo que llama la atención que en ninguno de los trabajos se mencione de manera explícita HCL como el describir o demostrar, consideradas también HCL, y que son importantes en las ciencias naturales.

Para lograr hablar y/o escribir de manera adecuada es necesario contar con determinadas habilidades cognitivas tales como secuenciar, organizar, numerar, categorizar, entre otras por lo que también se tomaron en cuenta trabajos que mencionen dichas actividades, la Tabla 5 presenta la relación.

Tabla 5: Desarrollo de habilidades cognitivas y cognitivo-lingüísticas

Mediadoras de la experiencia

Evaluación

La evaluación es uno de los elementos más importantes a la hora de determinar el éxito no solo del diseño, sino de la propia labor docente. Este proceso es continuo y no se debe entender como un elemento empleado únicamente al finalizar una experiencia, sino que, al contrario, es un recurso que genera un plan de acción de mejora que encamina el desarrollo de cada una de las sesiones de clase (Vargas, 2011). La Tabla 6 relaciona los artículos en los cuales se puede evidenciar un proceso continuo de evaluación.

Tabla 6: Incorporación de los procesos de evaluación

Aunque se pueda entender que cada una de las investigaciones analizadas apunta a la evaluación formativa, no es claro la manera como se realiza y los instrumentos que usa; pocas son las experiencias en las cuales se evidencian nociones de una evaluación procesual y continua. Una de las situaciones que más llaman la atención es que, si bien en una gran parte de trabajos se implementa un pretest, este se encuentra centrado en determinar aspectos de orden conceptual, dejando de lado componentes procedimentales y actitudinales, los cuales son de suma importancia a la hora de plantear cualquier experiencia pedagógica y didáctica.

Otro de los aspectos que se pueden evidenciar es que, si bien la evaluación debe estar encaminada al grado de cumplimiento de los objetivos, esta debe tener parámetros y criterios que permitan que se realice de manera objetiva. Gran parte de las investigaciones no plasman estos elementos y demás indicadores que se tuvieron en cuenta a la hora de evaluar tanto el proceso de los estudiantes como el propio sistema de organización.

La inclusión de una evaluación crítica se considera una de las mejores oportunidades de aprendizaje, y esto no solamente aplica para los estudiantes, sino para los mismos profesores y diseñadores de experiencias educativas. No obstante, en los resultados y análisis de los trabajos estudiados no se evidencian los puntos críticos, falencias, dificultades, tensiones y/o aspectos a mejorar. Estos son de vital importancia para el lector, puesto que no solo permite una visión real de la experiencia, sino que abre camino a la reconstrucción y mejora. Un gran ejemplo de dicha inclusión es el trabajo de Guisasola et al. (2017) en la cual una parte importante del análisis se centra en la manera y grado en el cual se alcanzaron los objetivos y las dificultades que se tuvieron en el desarrollo.

Estructura

Llama la atención la construcción del propio sistema de actividades, si bien en los criterios de análisis se mencionaron las diferentes denominaciones que se daban a cada uno de estos, la estructura entre uno y otro tiende a tener similitudes, es por esto por lo que este ítem se dividió en dos categorías: la primera, cuyos trabajos presenta una estructura definida, la segunda, se refiere a aquellos trabajos en los cuales solamente se describen las actividades implementadas. La Tabla 7 relaciona estos trabajos.

Tabla 7: Estructura de los sistemas de actividades

Interfaz de usuario gráfica, Texto, Aplicación, Correo electrónico

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Es importante tener en cuenta que, indistintamente de la denominación, la única forma en la que se evidenció la organización de actividades es en tipo rejilla o tablas. Esto se puede deber a que es la manera más sencilla de organizar y representar la información; luego de la lectura detallada de estos trabajos, se establecieron los siguientes puntos en común, que consideramos son primordiales a la hora de diseñar.

- Competencias, indicadores y/u objetivos.

- Caracterización del grupo.

- Plan de trabajo de cada una de las sesiones.

- Tiempo de la experiencia en su totalidad y distribución de este en las sesiones.

- Herramientas, materiales y demás recursos físicos, técnicos y humanos.

- Resultados esperados.

- Referentes

Si bien en el diseño se encuentran puntos en común, este no es universal y se ve mediado por las propias construcciones y modelos de los docentes, los cuales varían en función de los referentes de base o que son el punto de partida para la propia elaboración del sistema de organización. Estos a su vez se encuentran influenciados por factores como: lineamientos curriculares de cada una de las ciudades y/o países, las líneas de investigación que se trabajen, las dificultades encontradas en los diagnósticos, así como las pruebas usadas para ello, entre otros. Sin embargo, con el fin de realizar una recopilación, la Tabla 8 presenta los autores más citados e implementados como referentes a la hora de pensar y construir el sistema de organización de actividades.

Tabla 8: Autores más citados en artículos revisados

Texto

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Consideraciones finales

La revisión permite tener un panorama general acerca de los sistemas de organización de actividades en ciencias naturales y hacia dónde se dirigen los esfuerzos de los docentes. Dicha organización responde a las necesidades de aprendizaje del estudiantado y las dificultades que pueden tener en etapas donde se requiere un desarrollo de habilidades cognitivas dirigidas hacia el desarrollo del pensamiento científico. De igual forma, la jerarquización y secuenciación de los contenidos para lograr progresiones, las cuales se acompañan de herramientas y estrategias innovadoras que posibilitan la aplicación y reconstrucción del conocimiento.

Los sistemas de organización de actividades, junto con los contenidos que se están impartiendo, buscan abarcar lo estipulado en el currículo, pero también son una clara respuesta a la situación actual de la sociedad y las problemáticas que esta enfrenta, desde el tratamiento de contenidos de índole teórico hasta la incorporación de problemáticas ambientales contextualizadas, por ejemplo, que requieren un análisis social y generan un compromiso con las agendas de sostenibilidad impulsadas a lo largo del tiempo.

Las principales estrategias usadas dan respuesta a estas situaciones: su objetivo se centra en el reconocimiento de la naturaleza de las ciencias, su aplicabilidad en el contexto inmediato y en la resolución de las problemáticas sociales. Así mismo, la incorporación de las TIC busca adaptar la educación a la revolución tecnológica que se ha presentado, facilitando la comprensión y visualización de conceptos abstractos. Este es un componente motivador que facilita los procesos de autorregulación del estudiante. En muchos casos, el uso de las TIC también permite un acercamiento hacia los conocimientos propios de la ciencia, por medio de los diversos recursos que se presentan actualmente, logrando de esta forma una mayor comprensión de los temas objeto de estudio.

Teniendo en cuenta lo antes mencionado, llama la atención que la implementación de las TIC y la historia de las ciencias no son un elemento fuerte en el diseño y pasan a jugar un segundo lugar, centrándose en la manera como se imparten los contenidos. Esto mismo sucede con el desarrollo de las HCL, se muestra como un elemento que debe tener mayor relevancia en la construcción de una experiencia, situación un tanto preocupante si se pretenden desarrollar escenarios que potencien la capacidad de hablar y escribir en ciencias.

Los sistemas de organización de actividades más frecuentes, secuencias de enseñanza y aprendizaje, unidades y secuencias didácticas, se caracterizan por presentar una estructura definida, y son pocos los trabajos que muestran, de manera específica, dicha estructura. Otros trabajos optan por la descripción de las actividades, situación que puede dejar fuera de conocimiento del lector elementos importantes como la disposición del tiempo para el desarrollo global y por sesiones de la experiencia o la manera en la cual se pretende evaluar tanto las producciones de los alumnos como el propio diseño.

Si bien se destacan elementos comunes en casi todos los trabajos y la construcción de sus actividades, cada uno de estos tiene sus particularidades, provenientes tanto de la propia definición del sistema de organización como de los referentes implementados. Es por esto por lo que, si en el ejercicio del diseño propio se pretende adoptar el sistema de TLS, los principales autores que toman de referencia son MéHeut, Guisasola, Linder, Couso y Matthews, mientras que si el objetivo es diseñar con base en el modelo de secuencia y/o unidad didáctica, Izquierdo, Sanmartí, Adúriz-Bravo, Pozo, Chamizo, Chin, Mortimer y Gil pueden ser un buen punto de partida.

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Contribución de los autores (Taxonomía CRediT): 1. Conceptualización; 2. Curación de datos; 3. Análisis formal; 4. Adquisición de fondos; 5. Investigación; 6. Metodología; 7. Administración de proyecto; 8. Recursos; 9. Software; 10. Supervisión; 11. Validación; 12. Visualización; 13. Redacción: borrador original; 14. Redacción: revisión y edición.

R. H. B. ha contribuido en 1, 5, 6, 14; Z. J. A. R. en 5, 11, 12, 13; M. A. C. C. en 5, 11, 12, 13; A. G. M. en 1, 5, 6, 10, 14.

Editora científica responsable: Dra. Alejandra Balbi.

Páginas de Educación, 17(2)

julio-diciembre 2024

DOI: 10.22235/pe.v17i2.3744

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Páginas de Educación, 17(2)

julio-diciembre 2024

DOI: 10.22235/pe.v17i2.3744