La modelización de ser vivo en la formación inicial de maestrosuna investigación de diseño

Resumen

La investigación que se presenta en esta tesis doctoral se sitúa dentro del marco de las investigaciones basadas en el diseño de secuencias didácticas, concretamente para abordar la noción de ser vivo en estudiantes para maestros utilizando un enfoque de modelización en ciencias. Este tipo de planteamientos promueve un aprendizaje de las ciencias estructurado alrededor de modelos, a la vez que propicia una indagación reflexiva que intenta involucrar de forma activa a los estudiantes en su proceso de aprendizaje. Este se entiende como una interacción entre los modelos mentales de los estudiantes con los modelos de la ciencia escolar, lo que persigue una evolución o progresión de aquellos mientras los estudiantes participan en prácticas epistémicas de construcción, uso, revisión y reformulación de modelos. Así, el objetivo principal de esta tesis doctoral consiste en diseñar y estudiar una propuesta didáctica que propicie una evolución en el saber de maestros de primaria en formación inicial sobre la noción de ser vivo. Para alcanzar este objetivo, la investigación se estructuró en cuatro estudios diferenciados: un primer estudio diagnóstico; un segundo estudio de diseño, implementación y evaluación de una propuesta didáctica; un tercer estudio de rediseño, implementación y evaluación de la propuesta en un segundo ciclo, y, finalmente, un estudio retrospectivo que condujo a un nuevo diseño didáctico que se aporta como una de las conclusiones de la tesis. El primero de ellos, estudio preparatorio o diagnóstico, tenía como finalidad elaborar un instrumento formado por un cuestionario junto a su rúbrica de evaluación dirigido a evaluar el saber de los estudiantes sobre la noción de ser vivo. Dicho instrumento tenía dos propósitos. Por un lado, indagar sobre el saber inicial que traen los estudiantes de magisterio sobre dicha noción, con la intención de utilizar esa información como base para el diseño de la secuencia didáctica objeto de investigación. Por otro, disponer de una herramienta de evaluación validada a utilizar después, en los otros estudios, para evaluar la progresión del saber de los estudiantes tras cursar dicha secuencia. En el estudio participó un total de 63 estudiantes, 32 de ellos maestros en formación inicial que no habían cursado estudios sobre el tema desde la Educación Secundaria, y 31 graduados de ciencias, en su mayoría egresados del Máster Universitario en Profesorado de Educación Secundaria en la especialidad de Biología y Geología. En el caso concreto de los estudiantes de magisterio, los resultados obtenidos evidenciaron ideas bastante alejadas respecto a las de un modelo escolar de ser vivo, con limitada alusión a las funciones vitales y a la idea de célula como elementos básicos que lo configuran. Mientras tanto, los sujetos egresados del Máster ofrecieron ideas más avanzadas, aunque no siempre totalmente satisfactorias. Los resultados del estudio mostraron a la postre que el instrumento integrado por el cuestionario y la rúbrica presentaba resultados válidos y fiables para los propósitos para los que fue diseñado. El segundo estudio abordó un primer ciclo de diseño, implementación y evaluación de una secuencia de enseñanza-aprendizaje orientada desde enfoques de modelización en ciencias para abordar el modelo de ser vivo. El ensayo se realizó en el curso 2021-2022 y se contó con la participación de un grupo clase de 58 estudiantes de la asignatura de Didáctica de las Ciencias de la Naturaleza I de tercer curso del Grado en Educación Primaria de la Universidad de Cádiz. La crónica de implementación permitió hacer un seguimiento de lo acontecido en el aula y, junto al análisis del grado de cumplimiento de las actividades diseñadas, tomar decisiones sobre la modificación de la SEA de cara a un segundo ciclo de implementación. Adicionalmente, se analizaron los resultados utilizando un diseño pretest-postest basado en el cuestionario diseñado en el estudio anterior. Este análisis mostró progresos significativos en el saber de los estudiantes sobre el ser vivo, tanto a nivel individual como de los pequeños grupos en torno a los que se estructuraron las sesiones, mejorando sus respuestas tras finalizar la implementación, aunque no en todos los casos se alcanzó el modelo escolar propuesto. El tercer estudio fue continuación del anterior, y se focalizó hacia el refinamiento de la propuesta ya ensayada, así como a su implementación y evaluación. Tras incluir los cambios pertinentes, se implementó de nuevo la secuencia en el curso 2022-2023 en un grupo formado por 52 estudiantes de características similares al anterior, quienes cursaban la asignatura Didáctica de las Ciencias de la Naturaleza I impartida en el tercer curso del Grado en Educación Primaria. La secuencia se desarrolló en general según las expectativas previstas, y tras analizar los resultados utilizando el diseño pretest-postest, se detectaron progresos estadísticamente significativos en el saber de los participantes y una mejora sustancial en el grado de estructuración de las ideas manejadas. Aun así, se apreciaron otra vez limitaciones y aspectos susceptibles de nuevas mejoras en la propuesta, como se desprende de la persistencia de dificultades en los estudiantes en la comprensión de determinados aspectos. De ahí que se concluyera la necesidad de introducir nuevos cambios en la propuesta con miras a realizar un tercer ciclo de implementación. En el último estudio, el estudio retrospectivo, se llevó a cabo un análisis comparativo de los conocimientos manejados por los estudiantes de los dos grupos de implementación, antes y después de la intervención didáctica. Este análisis mostró un progreso similar en ellos, aunque de forma sistemática se observó cierto mayor avance en los estudiantes del segundo grupo, aunque sin diferenciarse significativamente en casi ninguna de las dimensiones de aprendizaje contempladas. Por otro lado, también permitió determinar el grado de organización interna de los estudiantes en torno a las funciones vitales, observándose una mayor integración de saberes en los estudiantes del segundo ciclo de implementación en comparación con los primeros. Finalmente, las conclusiones obtenidas a partir de los cuatro estudios, especialmente de los dos últimos, sirvieron para validar los principios de diseño empleados, pero también para evidenciar la necesidad de incluir otros nuevos que permitieran introducir cambios en la propuesta ensayada que fueran más allá de modificaciones en actividades concretas. A partir de dichas conclusiones se proponen implicaciones para la enseñanza y perspectivas futuras de investigación que incluyen la implementación y evaluación de una nueva secuencia configurada y desarrollada a modo de aportación final de la tesis.