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Introducción
Considerar la línea de investigación que involucra a los trabajos prácticos de laboratorio (TPL) en la formación de profesores de ciencias es fundamental, pues por medio de este enfoque es posible articular los conocimientos teóricos y prácticos, como una oportunidad esencial para fortalecer la enseñanza de las ciencias, así como para comprender la naturaleza de la ciencia y el fomento de la reflexión crítica sobre su aprendizaje. En el caso particular del profesor de ciencias en formación inicial, este habrá de realizar una reconstrucción de los conocimientos a partir de las experiencias vividas en el marco de los trabajos prácticos de laboratorio. En tal sentido, las preguntas que orientan la presente indagación son: ¿Cuáles son las tendencias de las publicaciones acerca de los trabajos prácticos de laboratorio (TPL) en revistas especializadas en didáctica de las ciencias, que se identifican mediante un análisis cienciométrico de las contribuciones realizadas entre 2012 y 2016 en el ámbito iberoamericano? ¿Qué relaciones pueden establecerse entre las tendencias y características de las publicaciones sobre TPL en las revistas especializadas y su configuración como línea de investigación en didáctica de las ciencias?
En concordancia con lo anterior, esta investigación de carácter documental se orientó a la caracterización de los artículos publicados en revistas indexadas que se centran en los trabajos prácticos de laboratorio (TPL) y su importancia para la comunidad especialista en didáctica de las ciencias con respecto a las temáticas de interés. Asimismo, se enfocó en la categorización de las tendencias presentes en los artículos que tratan acerca de los TPL. El planteamiento metodológico se centra en el análisis documental, partiendo de fundamentos cienciométricos.
Antecedentes
Hecha una revisión teórica de diferentes investigaciones históricas y documentales que vinculan la perspectiva cienciométrica a nivel conceptual y metodológico (Barona, 1994; Kragh, 2007; Kreimer, 2009 y Kreimer y Arellano, 2011), a continuación se presentan antecedentes de investigaciones orientadas a caracterizar campos y líneas de investigación, así como a analizar el desarrollo y la consolidación de comunidades científicas.
Gallego (2008) aborda las relaciones existentes entre las ciencias naturales, las revistas especializadas, la pertenencia a las comunidades de especialistas y la enseñanza de las ciencias. En dicho contexto hace una crítica, ya que en los países latinoamericanos hay un desconocimiento de la construcción histórica del conocimiento. Este aporte es relevante, debido a que al hacer un análisis cienciométrico de revistas especializadas se debe tener en cuenta las deficiencias y los problemas conceptuales que se producen a lo largo de la historia de las definiciones que han surgido en el campo de las ciencias.
Maz, Torralbo, Vallejo, Fernández-Cano y Rico (2009) presentan un análisis cienciométrico de artículos sobre educación matemática publicados en la revista Enseñanza de las Ciencias entre los años 1983 y 2006. En él muestran la consolidación de las publicaciones con el fin de dar a conocer un indicador para el desarrollo del área y varios aspectos en dicho campo en el ámbito científico iberoamericano. Se concluye que las fuentes de información más utilizadas en publicaciones de esta área son los artículos de esta revista, por lo cual se considera importante revisar el análisis del estudio cienciométrico realizado.
Soler y Parga (2008) enfocan su trabajo en los aportes de los artículos publicados en la revista TED en relación con seis categorías de clasificación, como una forma de comprender la función de las revistas especializadas para la socialización del conocimiento pedagógico y didáctico de las ciencias en general en el ámbito latinoamericano. En el artículo se concluye que la socialización depende del reconocimiento de los aportes que cada grupo de investigación o autor quiere mostrar desde distintas líneas de investigación en didáctica de las ciencias.
Franco, Gallego y Pérez (2009) desarrollaron un análisis cienciométrico y bibliométrico con el fin de identificar las publicaciones de científicos colombianos en revistas internacionales y nacionales. Llegaron a la conclusión de que durante el periodo señalado, no se puede afirmar que en el país se haya organizado una comunidad científica. En la misma dirección, los autores en referencia, realizaron una aproximación a la historia social de la comunidad científica colombiana. Desde una metodología cienciométrica, se evidenciaron los estudios sobre diversas áreas de la química en revistas indexadas que se publicaron durante la primera década del siglo XX. Se afirma que en esa década cuando se consolidó una comunidad de químicos en el país. No obstante, se evidencia un reducido número de publicaciones de químicos colombianos en las revistas de primer nivel del ámbito internacional.
Por su parte, Garzón, Zúñiga y Franco (2011) muestran la importancia del campo de investigación de las relaciones ciencia, tecnología, sociedad y ambiente (CTSA) a partir de un estudio cienciométrico en el periodo comprendido entre 2005 y 2010 en las revistas especializadas en didáctica de las ciencias. Su conclusión es que el campo CTSA se ha venido consolidando a nivel internacional involucrando la formación ciudadana en los estudiantes.
En lo que tiene que ver con la caracterización de los TPL en didáctica de las ciencias, Díaz Bernal (2012) realizó una aproximación al estado de la cuestión de la línea de investigación de los TPL en revistas especializadas en didáctica de las ciencias del ámbito iberoamericano, abarcando el periodo 1995-2010 y adoptando técnicas documentales, así como fundamentos bibliométricos y cienciométricos. Se colige en esta contribución que esta es un área de trabajo emergente para la formación del profesorado de ciencias. Además, hay un aporte de elementos de orden metodológico para la continuidad de los análisis del progreso de esta área de incidencia en la didáctica de las ciencias, iniciativa que convoca la atención de la presente investigación documental.
Marco teórico
Los TPL: una línea de investigación
Los TPL, por su capacidad para fomentar el análisis y la demostración en la construcción del conocimiento científico, pueden entenderse como genuinos recursos didácticos para la enseñanza de las ciencias experimentales. En este contexto, los TPL permiten movilizar el desarrollo de competencias básicas, científicas e investigativas en el aula de clase de cualquier nivel educativo, por cuanto el lugar de la experiencia resulta de fundamental importancia en procesos de aprendizaje de conceptos científicos. En suma, los TPL contribuyen a fortalecer habilidades como la problematización, la indagación, el análisis de datos y variables, la explicación de fenómenos y la formulación de propuestas admisibles científicamente (Franco, 2011).
Por su parte, Caamaño (2005) plantea que los TPL en la clase de química aportan en la función ilustrativa de los conceptos, así como en la interpretativa de las experiencias, a la vez que facilitan el uso del instrumental y de las técnicas básicas de laboratorio químico. Esto permite cumplir con la función investigativa, asociada con el desarrollo de métodos para resolver preguntas teóricas y prácticas en relación con la construcción de los modelos.
Esas características de los TPL hacen que cada día se incluyan más prácticas de laboratorio en la enseñanza de las ciencias. Esta constituye una línea de investigación que cobra especial importancia por desempeñar un papel relevante en la motivación hacia el estudio de las ciencias experimentales, para contribuir a la comprensión de los planteamientos teóricos de la ciencia y al razonamiento científico, así como a facilitar la comprensión del conocimiento científico y su significado, lo que fomenta las actitudes fundamentales del conocimiento científico.
A pesar de algunas percepciones adversas acerca de los TPL, hay que resaltar que estos no se limitan a una metodología específica, sino que son actividades creadas y adoptadas, por ejemplo, de acuerdo a los intereses expresados por los estudiantes y sus niveles de conocimiento. No obstante, están definidas por características en común, que permiten establecer un marco de referencia en el momento de trazar los objetivos de aprendizaje, al planearlas y al llevarlas a cabo.
Como línea de investigación, vale la pena señalar que, por constituir un importante recurso didáctico, el laboratorio gana día por día un lugar privilegiado en la investigación didáctica, por lo cual aumentan las investigaciones desde múltiples perspectivas en torno a este tema. Dicho estado de progreso ha sido documentado desde algunos análisis tipo estado de la cuestión (Díaz, 2012).
Investigación documental: aportes de la bibliometría y la cienciometría
La cienciometría o también llamada medición cuantitativa para el análisis de la producción científica aborda el estudio de la documentación científica, política y sociológica de la ciencia. Barona (1994) inscribe este enfoque en los estudios sociales de la ciencia, sustentando sus planteamientos a partir de la premisa de que para historiar la ciencia desde el punto de vista social se debe tener en cuenta que ciencia es lo que está publicado en una revista científica especializada, y científico es quien allí tiene una publicación,
De igual forma la bibliometría ha de interpretarse según Araújo y Arencibia (2002) como el estilo de la organización de los sectores científicos y tecnológicos a partir de fuentes bibliográficas para identificar a los autores, sus relaciones y sus tendencias. En este sentido realizar un análisis bibliométrico permite estudiar de manera cuantitativa la producción científica que se evidencia en las revistas académicas, para determinar la cantidad de artículos publicados sobre algún tema específico, a través de indicadores bibliométricos (Callon, Courtial y Penan, 1995).
Desde una perspectiva contemporánea de la medición de la producción y la dinámica científica, Vélez (2013), a partir de una revisión sobre principales tendencias sociológicas de la ciencia, puntualiza conceptual y metodológicamente que existen tres modelos cienciométricos, que pueden categorizarse como: funcionalistas, modelos de la traducción y sistémicos. En consecuencia, por la manera como se orienta el presente análisis documental, se afirmaría que este obedece a una lógica con un predominio sistémico.
Metodología
Partiendo de la premisa de que el análisis cienciométrico ha de realizarse con base en información aceptada y avalada por las comunidades científicas (Gallego, 2008), esta investigación con perspectiva histórica de carácter documental (Kragh, 2007) se basó en el criterio de selección de las publicaciones en revistas científicas especializadas en didáctica de las ciencias (Franco y Zúñiga, 2011), ubicando como ámbito de interés el iberoamericano. El criterio consiste en la consulta de los registros en bases de datos internacionales y nacionales (Franco, Gallego Badillo y Pérez, 2009; Franco, Díaz, Gallego Badillo y Pérez, 2011), como se reporta en el anexo I (ficha técnica de datos construida para las revistas seleccionadas). Teniendo en cuenta el estado de la cuestión sobre TPL en la investigación didáctica reportado por Díaz (2012), el periodo tenido en cuenta para la revisión fue el comprendido entre 2012 y 2016.
Una vez seleccionadas las revistas (todas ellas disponibles en la red), se procedió a realizar una revisión de catálogos en orden cronológico ascendente a partir del año 2012 y hasta el 2016. Aquellos títulos alusivos a investigaciones, reflexiones, innovaciones, reportes de tesis, entre otros, relacionados con la temática de trabajos prácticos de laboratorio fueron catalogados, seleccionados y codificados para los análisis pretendidos. La revisión de cada uno de los artículos se centró en el título, el resumen, las palabras clave, los marcos de referencia, la metodología, los resultados, el análisis y las conclusiones.
Resultados y análisis
Con base en los criterios establecidos, a continuación se reportan los resultados y los análisis correspondientes:
Tabla 1 Publicaciones sobre TPL en revistas especializadas
| Revista | Cantidad de artículos | Número de artículos sobre TPL | Porcentaje (%) |
|---|---|---|---|
| Alambique | 204 | 9 | 4,41 |
| C & E | 274 | 2 | 0,72 |
| Enseñanza de las Ciencias | 228 | 4 | 1,75 |
| Eureka | 173 | 14 | 8,09 |
| REEC | 104 | 4 | 3,84 |
| TED | 186 | 4 | 2,15 |
| Total | 1.169 | 37 | 3.17 |
Fuente: elaboración propia
Como se muestra en la gráfica 1, en el ámbito iberoamericano las publicaciones de artículos sobre TPL representan el 3,7 % de la producción en didáctica de las ciencias; en la revista Eureka se encuentra la mayor cantidad de ese tipo de publicaciones con 8,9 % del total de artículos, en relación con áreas como la resolución de problemas, historia y filosofía de las ciencias, formación inicial de profesores, CTSA, entre otras, es un valor considerablemente menor. Para estudiar el contenido de los artículos encontrados sobre TPL, la siguiente clasificación, por disciplinas y tendencias, se basa en Díaz (2012):
Tabla 2 Clasificación de los TPL por disciplinas y tendencias
| Disciplinas | Tendencias de los TPL | Descripción de las tendencias de TPL |
|---|---|---|
| Química | Implicaciones didácticas de los TPL | Se enfoca en análisis y reflexiones frente al diseño y uso de TPL en el aula y sus implicaciones didácticas en la enseñanza de las disciplinas. Predominan las discusiones sobre el lugar de experimentos esenciales en desarrollo de conceptos científicos y su relación con la didáctica. |
| Física | Los TPL como experiencias de aula | Se realizan experiencias dentro del laboratorio con procedimientos sencillos que logran involucrar a los estudiantes, para que de esta manera identifiquen y comprendan conceptos científicos a partir de los fenómenos relacionados con el TPL. |
| Biología | Los TPL como aproximación a la investigación | Se desarrollan experiencias prácticas en el laboratorio que involucran el planteamiento de problemáticas científicas, proponiendo y siguiendo protocolos rigurosos, para aproximar al estudiante a una perspectiva de la investigación ligada al aprendizaje de las disciplinas, haciendo uso del conocimiento científico. |
Fuente: elaboración propia
El resultado de esa clasificación por disciplinas y tendencias se presenta en la siguiente tabla, con la caracterización de los artículos presentes en las revistas:
De acuerdo con la información consignada en la tabla 3, la consolidación por disciplinas y tendencias de los artículos sobre TPL, se presenta en la tabla 4.
Tabla 4 Cantidad de artículos sobre TPL por disciplina
| Revista | Química | Física | Biología | Ciencias Naturales |
|---|---|---|---|---|
| Enseñanza de las Ciencias | 4 | 2 | 0 | 0 |
| Alambique | 5 | 2 | 2 | 0 |
| Ciência & Educação | 2 | 0 | 0 | 0 |
| Eureka | 5 | 3 | 6 | 0 |
| REEC | 1 | 1 | 1 | 1 |
| ted | 2 | 0 | 2 | 1 |
| Total | 19 | 8 | 11 | 2 |
| % | 47.5 | 20 | 27.5 | 5.0 |
Fuente: elaboración propia
En la gráfica 2 se evidencia la cantidad artículos sobre trabajos prácticos de laboratorio (TPL) clasificados en cuatro disciplinas (química, física, biología y ciencias en general) publicados en las seis revistas. La disciplina de mayor publicación es la biología con seis artículos en la revista Eureka, seguida de la química con cinco artículos en las revistas Alambique y Eureka. En cuanto a la física y las ciencias naturales en general, la cantidad de publicaciones es baja. En la tabla 5 se presenta el número de artículos según las tendencias propuestas en la tabla 2.
Tabla 5 Artículos sobre TPL por tendencias
| Revistas | TPL como experiencia de aula | Implicaciones didácticas de los TPL | TPL como aproximación a la investigación |
|---|---|---|---|
| Enseñanza de las Ciencias | 1 | 3 | 1 |
| Alambique | 6 | 2 | 1 |
| Ciência & Educação | 1 | 1 | 0 |
| Eureka | 6 | 4 | 4 |
| REEC | 2 | 2 | 0 |
| ted | 1 | 2 | 1 |
| Total | 17 | 14 | 7 |
| % | 44,7 | 36,8 | 18,4 |
Fuente: elaboración propia
Como se aprecia en la gráfica 3, la tendencia más influyente en las publicaciones en revistas indexadas es la de artículos sobre TPL como experiencias de aula con un 44,7 %, poco menos de la mitad. En relación con la tabla 2, para esta primera tendencia se enfatiza en actividades para explicar fenómenos comunes, a partir del uso de materiales de uso cotidiano como alimentos, productos naturales o utensilios que estén al alcance de los estudiantes. En segundo lugar, se encuentra la tendencia de las implicaciones didácticas de los artículos TPL, con un 36,8 % del total de publicaciones analizadas, que dan cabida al reconocimiento y la conceptualización del poder explicativo que tiene un experimento, experiencia o actividad para la enseñanza de las ciencias. Por último, los artículos TPL como aproximación a la investigación, que representan un 18,4 % de las contribuciones, hacen referencia a la identificación y planteamiento de problemas de abordaje científico de acuerdo con las disciplinas o conceptos implicados con el objetivo de acercar la experiencia de los estudiantes al trabajo de una comunidad científica.
Análisis detallado de la clasificación y caracterización por disciplinas y tendencias de abordaje de los TPL
Para aportar una perspectiva más amplia del análisis en cuanto a las disciplinas de abordaje y las tendencias identificadas, se realiza una descripción de aquellas temáticas, conceptos centrales y enfoques trabajados en los artículos. Para tal efecto, se emplean descriptores que emergen de la lectura e interpretación de su contenido (véase la tabla 6).
Tabla 6 Descriptores de áreas y temáticas abordadas en la clasificación de TPL por disciplinas.
| Revistas | Clasificación descriptiva según disciplinas | |||
|---|---|---|---|---|
| Química | Física | Biología | Ciencias naturales | |
| Enseñanza de las Ciencias | -Química General -Oxidación y pH -Cambio químico -Propiedades fisicoquímicas de la materia | |||
| Alambique | -Uso del equipo de laboratorio -El ciclo del agua -Hidrocarburos -Oxidación -Corrosión de metales | -Mecánica -Circuitos eléctricos | -Actividad antimicrobiana -Fermentos lácteos | |
| Ciência & Educação | -Química general | -Conceptos sobre suelos | ||
| Eureka | -Cambio químico -Experimentos a Micro escala -Simulación virtual de un laboratorio de química -Química analítica -Equilibrio químico | -Magnitudes físicas -Gravedad -Tensión superficial | -Fertilidad de Suelos -Efecto invernadero -Enfermedades de transmisión sexual -Antibiosis -Metabolismo -Microorganismos | |
| REEC | -Titulación | -Narraciones multimodales | -Ciencia escolar | -Trabajos prácticos y práctica docente |
| TED | -Estequiometría -Combustibles | -Enseñanza de la biología | -Conocimiento didáctico del contenido | |
Fuente: elaboración propia
De acuerdo con lo presentado en la tabla 6, en química los conceptos centrales se enfocan en estequiometria, propiedades físicas y químicas de la materia, equilibrio e hidrocarburos. En cuanto a la física, los TPL se enmarcan en la mecánica, la tensión superficial y los circuitos eléctricos, temas en los cuales las actividades en el laboratorio son experimentales para dar cuenta de las reflexiones, la argumentación y el análisis de fenómenos físicos. En lo concerniente a la biología, sobresalen conceptos como fermentación, actividad microbiana, procesos metabólicos y ecosistemas microbianos. De esta manera, hay que señalar que siendo ciencias experimentales, los conceptos centrales son importantes para la comprensión y las representaciones sobre diferentes fenómenos estudiados mediante los TPL reportados.
En la tabla 7 se muestra lo atinente a las tendencias de los TPL, teniendo en cuenta la codificación realizada y evidenciada en la tabla 3.
Tabla 7 Descriptores en la clasificación de TPL por tendencias de abordaje.
Fuente: elaboración propia
Como se aprecia en la tabla 7, acerca de la tendencia "implicaciones didácticas de los TPL" puede afirmarse que el lugar de los TPL implica la contextualización, la formulación de preguntas en función de las experiencias, así como la interrelación entre el conocimiento práctico y el conocimiento a teórico, donde el contexto y la cotidianidad desempeñan un papel central a nivel didáctico, pues en la mayoría de las contribuciones revisadas, prevalece el interés por el aprendizaje de conceptos científicos. Allí sobresalen algunos trabajos orientados al análisis crítico de ambientes de aprendizaje, unidades didácticas y otros recursos de enseñanza a partir de trabajos prácticos específicos.
Se destaca cómo la argumentación y la resolución de problemas acerca de los fenómenos estudiados en experiencias de laboratorio constituyen un insumo para el análisis del efecto didáctico de los TPL como recurso. Vale la pena resaltar algunos esfuerzos por orientar las reflexiones en relación con la política educativa, los lineamientos y las orientaciones curriculares con respecto al trabajo en el laboratorio de ciencias. Las anteriores implicaciones didácticas se corresponden, en buena medida, con las documentadas en análisis similares (Díaz, 2012).
De la tendencia "TPL como experiencia de aula" se puede colegir que estas actividades están orientadas a fortalecer el aprendizaje de conceptos, fomentando, entre otros aspectos, el interés y la participación de los estudiantes. Esto se evidencia en la estructuración de dichas experiencias a partir de aplicaciones y de tareas de uso cotidiano, movilizando habilidades para el proceder científico como la observación, el registro de información, la formulación de preguntas y el desarrollo de competencias científicas. Es de destacar que las experiencias documentadas tienden a enfocarse hacia la formación del profesorado de ciencias y a la enseñanza de las ciencias en la escuela (Molina y Farías, 2016).
En lo que tiene que ver con la tendencia "TPL como aproximación a la investigación", en general las contribuciones estudiadas implican la formulación de preguntas, el fomento de la indagación, así como la construcción de diseños experimentales por parte de los estudiantes, haciendo uso de informaciones, conceptos y modelos científicos para la construcción de nuevos conocimientos derivados de las experiencias. En algunos casos se evidencia una toma de distancia frente a la concepción del laboratorio como aquel lugar para corroborar o demostrar teorías -la aproximación positivista- (Gallego, Pérez y Franco, 2014), y se promueve una perspectiva del trabajo experimental centrado en la investigación.
Por último, vale la pena anotar que la procedencia de las contribuciones revisadas es liderada por especialistas del ámbito ibérico, a las que se suman algunos artículos de académicos de Francia y Portugal, lo cual es apenas lógico si se tiene en cuenta que más del 50 % de las revistas seleccionadas son españolas. Llama la atención, sin embargo, el reducido número de artículos publicados en dichas revistas, en el área de los TPL por parte de especialistas de Latinoamérica, cuya presencia en las publicaciones, en su orden, proviene de Brasil, Argentina, Colombia y Venezuela. Dicho sea de paso, en los estudios cienciométricos el indicador de país o lugar geográfico de procedencia de la contribución es pertinente para dar cuenta de la consolidación de áreas y campos académicos (Franco, Gallego y Pérez, 2009).
Conclusiones
Una vez realizada la revisión de las publicaciones sobre TPL en cinco revistas internacionales (Eureka, Alambique, Ciência & Educação, Enseñanza de las Ciencias, Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias) y una nacional (Tecné, Episteme y Didaxis), y procesada la información a partir de los criterios cienciométricos, se evidenció que esta línea de investigación se ha venido configurando en los últimos años a nivel iberoamericano. Esto permite afirmar que dentro de la comunidad de especialistas en didáctica de las ciencias experimentales, este tipo de investigaciones contribuyen a generar un mayor interés por la investigación y la innovación en el área de los TPL.
En el análisis documental, la cienciometría resulta fundamental pues posibilita estudiar la documentación científica producida, lo que en este caso facilitó la realización de una clasificación por disciplinas de trabajo y por tendencias de los artículos sobre trabajos prácticos de laboratorio. Se identificó que del total de publicaciones sobre TPL encontrado (3,7 %), el orden descendente en cuanto a disciplinas de abordaje es: química, biología, física y ciencias naturales. En lo que tiene que ver con las tendencias emergentes estas son en su orden: implicaciones didácticas de los TPL, los TPL como experiencia de aula y los TPL como aproximación a la investigación.
En suma, los resultados de este estudio documental aportan a la comunidad académica de especialistas en didáctica de las ciencias en general y a la formación del profesorado de ciencias en particular, en el sentido de poner de presente el lugar didáctico que han venido ocupando los trabajos prácticos de laboratorio. Por otra parte, las contribuciones encontradas, así como su respectiva clasificación y análisis, se ponen a disposición de esta comunidad de expertos, como una oportunidad para replicarlas en el aula de clase, a la vez que para tenerlas en cuenta como antecedentes y puntos de partida de investigaciones subsiguientes. En tal sentido, se puede afirmar que la investigación de carácter documental, adoptando criterios bibliométricos y cienciométricos, resulta ade-54 cuada y pertinente tanto para los fines investigativos aquí declarados, como para fomentar el desarrollo de habilidades investigativas en los investigadores noveles; en particular, los análisis realizados constituyen una oportunidad para fomentar la iniciación investigativa de profesores de ciencias en formación inicial participantes en el Semillero de Investigación en Educación, Pedagogía y Didáctica de la Química-Didagokhemia de la Universidad Pedagógica Nacional.
