Análisis de secuencias de enseñanza y aprendizaje sobre el fenómeno de flotación en el marco de la investigación de diseño

Abstract

La Tesis Doctoral Análisis de secuencias de enseñanza y aprendizaje sobre el fenómeno de flotación en el marco de la investigación de diseño surge como consecuencia del interés y la necesidad de los grupos de investigación Sensociencia (UAL) y CRECIM (UAB) por de diseñar SEAs basadas en indagación y modelización y por reflexionar sobre el proceso que les ha llevado a su diseño. En la presente Tesis Doctoral, siguiendo esta misma línea, pretendemos clarificar cuáles han sido los principios de diseño que nos guiaron en el diseño de nuestra SEA sobre flotación y hundimiento de objetos: Ni flota ni se hunde. Para alcanzar este objetivo, la Tesis Doctoral ha sido dividida en tres estudios con sus respectivas preguntas de investigación. En el Estudio 1 analizamos cuáles han sido las aportaciones que se han realizado desde la literatura didáctica sobre el fenómeno de flotación y hundimiento de objetos. Para la consecución de este objetivo hemos realizado una revisión sistemática, seleccionando 71 artículos de investigación con amplitud cronológica: desde la década de los setenta hasta la actualidad. Esto supuso la generación emergente de un protocolo de análisis y su posterior aplicación mediante la categorización de los artículos relacionados con el fenómeno de flotación y hundimiento de objetos. Como principales conclusiones, encontramos un limitado consenso y falta de coherencia entre los resultados de investigación sobre flotación y hundimiento de objetos y las propias propuestas educativas que se plantean desde la literatura científica, indicando la existencia de un gap, no solo entre la investigación didáctica y el aula, sino también entre la propia investigación. Algunas de las incoherencias hacen referencia al uso de la densidad como concepto estrella para la enseñanza de la flotación en lugar del modelo de fuerzas y el uso prácticamente unánime de un único contexto: la flotación y hundimiento de objetos en líquidos (preferentemente agua). Se estaría dando de lado, por tanto, a un contexto cotidiano como la flotación en aire (globos con helio que flotan o aviones). Los disensos hallados en la literatura didáctica hacen referencia al uso de multitud de testing objects para abordar el fenómeno de flotación, siendo en su mayoría cotidianos y no expresamente diseñados para ello, y una falta de predilección en cuanto al enfoque de enseñanza, donde destacan direct instruction experiment, indagación o POE. La falta de coherencia y consenso encontrada en la literatura dificulta su transferibilidad al aula. En el Estudio 2 realizamos una comparación de cinco secuencias de enseñanza y aprendizaje sobre el fenómeno de flotación con el objetivo de identificar las características más relevantes de cada una de ellas, así como visibilizar la comparativa de secuencias como un recurso previo al diseño relevante tanto para docentes como para investigadores que vincula ambas perspectivas del diseño (la docente e investigadora). Para ello, nos inspiramos en la metodología de investigación Educación Comparada y planteamos un análisis documental de las secuencias, adaptando el protocolo de análisis previamente diseñado en el Estudio 1, categorizando las secuencias de enseñanza y aprendizaje y, finalmente, identificando unos niveles de sofisticación para las categorías que aparecen en el protocolo de análisis. Los resultados muestran que el tratamiento conceptual y los enfoques de enseñanza son los aspectos más influyentes a la hora de diseñar una secuencia sobre flotación: si el fenómeno es abordado mediante la densidad y el enfoque de enseñanza por indagación sin intención modelizadora, se utilizan gran cantidad de testing objects a fin de poner en conflicto las concepciones alternativas del alumnado sobre la densidad y se plantean tareas del tipo hands-on, donde se construye conocimiento tipo descriptivo. En cambio, si la flotación es abordada a través del modelo de fuerzas y el enfoque de enseñanza por modelización (y/o su combinación con la indagación) el número de testing objects disminuye drásticamente y, además de las tareas tipo hands-on, también se plantean otras de carácter más modelizador (minds-on) con el fin de construir el modelo que les permita explicar y predecir situaciones sobre flotación. De los Estudios 1 y 2 concluimos que, para el diseño de secuencias, además de las ya tradicionales revisiones de la literatura científica, se podrían implementar de forma complementaria descripciones comparativas de secuencias, ya que permiten identificar sus principales características, las similitudes y diferencias entre las tareas que se proponen en cada una de ellas y favorece que los docentes posean un amplio abanico de tareas para abordar el tópico que se pretenda trabajar. En el Estudio 3 nos sumergimos en la secuencia de enseñanza y aprendizaje de diseño propio: Ni flota ni se hunde. Concretamente, analizamos el efecto que produjo la secuencia en cuestión en la percepción de aprendizaje y emociones de estudiantes del Grado de Maestro en Educación Primaria a través de una lectura desde el marco teórico del clima de aula y flujo. Para ello, analizamos las respuestas que nos han proporcionado 137 estudiantes en formación inicial, implementando una metodología cuantitativa, no experimental, descriptiva, comparativa y correlacional. Los resultados encontrados en el presente estudio muestran la existencia de dos momentos clave desde la perspectiva de los estudiantes en formación inicial por su repercusión en el clima del aula y el flujo experimentado: el diseño experimental para la búsqueda de pruebas y el uso del modelo para explicar y predecir. Estos tres estudios nos han permitido, por un lado, clarificar cuáles han sido nuestros principios de diseño en la secuencia de enseñanza y aprendizaje Ni flota ni se hunde y, por otro lado, rediseñar la secuencia en cuestión para adaptarla al segundo ciclo de Educación Primaria. En cuanto a los principios de diseño, hemos aportado tres niveles de concreción para su operativización en el proceso de diseño: principios, elementos y herramientas de diseño. Del mismo modo, clarificamos la tipología de principios, elementos y herramientas de diseño que pueden ser considerados para el diseño de secuencias: 1) psicológicos; 2) didácticos; 3) ideológicos; 4) epistemológicos; 5) conceptuales; 6) contextuales; 7) emocionales. En lo referente al rediseño de nuestra secuencia sobre flotación para el segundo ciclo de Educación Primaria, arrojamos luz sobre las decisiones que hemos tomado en cuanto a los diferentes tipos de principios, elementos y herramientas de diseño y mostramos las tareas que la componen.