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Educación química

versión impresa ISSN 0187-893X

Educ. quím vol.27 no.3 México jul. 2016

http://dx.doi.org/10.1016/j.eq.2016.04.001 

Investigaciones educativas

Las emociones en el aprendizaje de física y química en educación secundaria. Causas relacionadas con el estudiante

Emotions in learning Physics and Chemistry in secondary education. Students related causes

María Antonia Dávila Acedoa  * 

Florentina Cañada Cañadaa 

Jesús Sánchez Martína 

Vicente Mellado Jiméneza 

aDepartamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y Matemáticas, Facultad de Educación, Universidad de Extremadura, Badajoz, España

RESUMEN

Resulta necesario el estudio del dominio afectivo en la enseñanza de las ciencias, ya que las emociones condicionan nuestro proceso de aprendizaje. Además, en el desarrollo personal del individuo intervienen componentes tanto cognitivos como afectivos. Por ello, es importante conocer las emociones que experimentan los alumnos de educación secundaria hacia la física y química durante el proceso de aprendizaje. El objetivo de este trabajo es conocer y analizar las emociones que experimentan los alumnos de educación secundaria obligatoria hacia aspectos relacionados con el propio estudiante. La muestra está constituida por 84 alumnos españoles del tercer curso de educación secundaria obligatoria durante el curso académico 2013/2014. Los resultados más relevantes determinan que los alumnos experimentan emociones positivas cuando obtienen buenos resultados en la materia. En cambio, experimentan emociones negativas cuando tienen que resolver un problema tanto de física como de química, así como al realizar exposiciones orales.

Palabras clave Emociones; Alumnos; Educación secundaria; Física y química

ABSTRACT

It is necessary to study the domain affective in science education, since emotions affect our learning process. Furthermore, the personal development involves both cognitive and affective components. For this reason, it is important to know the emotions experienced by students of Compulsory Secondary Education towards the Physics and Chemistry during the learning process. This paper aims to understand and analyze the emotions experienced by students of Compulsory Secondary Education towards aspects related to the student. The sample consisted of 84 Spanish students of the third year of Compulsory Secondary Education of two educative institutions of the province of Badajoz during the academic year 2013/2014. The most relevant results determined that the students experienced positive emotions when they got good results in this field. On the other hand, they experienced negative emotions when they had to solve a problem of Physics and Chemistry, as well as, performing oral presentations.

Keywords Emotions; Students; Compulsory secondary education; Physics and chemistry

A la memoria de Andoni Garritz, maestro y amigo.

"La enseñanza está altamente cargada de sentimientos, suscitada y dirigida no solo hacia personas, sino también hacia valores e ideales" (Garritz, 2009. p. 212).

Introducción

Andoni Garritz ha sido un impulsor del estudio de las emociones en la enseñanza de las ciencias. En su estancia de 2008 en Extremadura (España) tuvimos ocasión de compartir con él nuestros proyectos e inquietudes en esta materia. Desde entonces sus trabajos y su presencia en eventos internacionales han sido fundamentales para reforzar esta línea de investigación, culminando con su participación en la cumbre internacional sobre el conocimiento didáctico del contenido, celebrada en Colorado Spring, Estados Unidos. En ella el propio Shulman coincidió con Andoni en que el olvido de la parte afectiva fue una de las debilidades de las primeras formulaciones del conocimiento didáctico del contenido de los profesores (Garritz y Mellado, 2014).

Actualmente el estudio de las emociones ha adquirido gran importancia en nuestra sociedad (Gardner, 1995; Punset, 2010), en la investigación educativa y en el proceso de enseñanza y aprendizaje (Mellado, Blanco, Borrachero y Cárdenas, 2013). Por ello, la idea de enseñanza como una práctica emocional en la que intervienen procesos cognitivos y afectivos es aceptada por muchos investigadores y educadores (Hargreaves, 1998; Shapiro, 2010).

Según la teoría de atribución de Weiner (1989) los alumnos generan a lo largo de su etapa académica actitudes y emociones hacia las ciencias, en función de sus éxitos o fracasos. De este modo, las motivaciones de las personas pueden influir en sus conductas, estrategias y relaciones dentro del contexto escolar y de aprendizaje.

Es necesario conocer los aspectos emocionales que experimentan los alumnos de secundaria, a través de distintas actividades y estrategias de enseñanza, pues las emociones positivas favorecen el aprendizaje, mientras que las emociones negativas limitan la capacidad de aprender.

Asimismo, conociendo las actitudes de los estudiantes hacia las ciencias, en concreto hacia la materia de física y química, los profesores pueden reflexionar y planificar el proceso de enseñanza y aprendizaje de forma que resulte más eficaz (Cheung, 2011).

Por todo ello, puede decirse que las emociones condicionan el aprendizaje hacia las ciencias. En educación secundaria estas emociones dependen del contenido a tratar, siendo más positivas hacia las ciencias naturales y más negativas hacia física y química (Brígido, Couso, Gutiérrez y Mellado, 2013). En estudios anteriores con futuros profesores de secundaria se ha determinado que el recuerdo de las emociones experimentadas en secundaria se transfiere a sus emociones durante la enseñanza en las materias de ciencias (Borrachero, 2015).

Además, la etapa de educación secundaria obligatoria (ESO) es una etapa importante porque en ella se deciden los itinerarios posteriores, e incluso las futuras carreras universitarias. En línea con estos antecedentes, en esta investigación se pretende conocer las emociones que experimentan un grupo de alumnos españoles de 3.° de ESO en el aprendizaje de la materia de física y química y las posibles causas que desencadenan esas emociones, ya que a menudo experimentan emociones más negativas que positivas. Así, conociendo lo que ocurre día a día en las aulas de secundaria se puede ayudar a eliminar esa visión negativa que tienen hacia esta materia e intervenir en un futuro para mejorar el aprendizaje hacia las ciencias. Además, para algunos alumnos puede ser la última vez que estén en contacto con esta materia, ya que el próximo curso deben elegir itinerario científico al ser una materia optativa.

El sistema educativo español se encuentra constituido por 5 niveles educativos: el nivel de educación infantil, educación primaria, ESO, bachillerato y educación superior. El presente estudio se ha realizado en el nivel de ESO, cuyo rango de edad corresponde a 12-16 años, entre el 1.° y 2.° ciclo y cada ciclo constituido por 2 cursos, teniendo carácter obligatorio hasta los 16 años. A continuación, en la tabla 1 se muestra la estructura del sistema educativo español:

Tabla 1 Estructura del sistema educativo español 

Nivel Edad Cursos
Educación infantil 0-3 años 1.° ciclo
3-6 años 2.° ciclo
Educación primaria 6-9 años 1.° ciclo
9-12 años 2.° ciclo
Educación secundaria obligatoria 12-14 años 1.° ciclo
14-16 años 2.° ciclo
Bachillerato 16-18 años 1.° Bachillerato
2.° Bachillerato
Educación superior Desde los 18 años Estudios de grado
Estudios de máster
Estudios de doctorado

El primer ciclo de ESO está constituido por 2 cursos, 1.° y 2.° de ESO; la materia impartida es ciencias de la naturaleza, constituida por contenidos tanto de biología y geología como de física y química. El segundo ciclo de ESO está constituido por otros 2 cursos, 3.° y 4.° de la ESO; en ellos se imparten de forma independiente las materias de biología y geología y física y química, siendo materias optativas en 4.° curso de la ESO.

Dada la existencia de numerosas definiciones del término "emoción", nuestro grupo de investigación acepta la definición elaborada por Bisquerra (2000), el cual considera que las emociones son reacciones a la información que se recibe del entorno y la intensidad depende de las evaluaciones subjetivas que se realizan y cómo afectan a nuestro bienestar.

Metodología de investigación

Muestra/participantes

La muestra estuvo constituida por 84 alumnos españoles de 3.° de ESO, de 2 centros, uno público y otro concertado, de la provincia de Badajoz, durante el curso escolar 2013/2014.

Respecto al género de la muestra el 56% de los participantes son hombres y el 44% restante son mujeres (fig. 1). Las edades de los alumnos oscilan entre los 13 y 19 años, siendo la media en torno a los 15 años de edad.

Figura 1 Distribución por género de la muestra. 

Instrumento

Para realizar esta investigación se ha utilizado una metodología descriptiva por encuesta, denominada no experimental. El instrumento utilizado fue un cuestionario de respuesta anónima de elaboración propia teniendo en cuenta algunas ideas del cuestionario de Borrachero (2015), en el que se recogen opiniones manifestadas por los futuros profesores de secundaria sobre el recuerdo de las emociones hacia la física y la química de su período de aprendizaje (anexo 1).

Con el fin de clasificar las emociones de la presente investigación se han tenido en cuenta las categorizaciones realizadas por diversos autores (Casacuberta, 2000; Damasio, 2010; Francisco, Gervás y Hervás, 2005; Fernández-Abascal, Martín y Domínguez, 2001; Segura y Arcas, 2007), también las de trabajos recientes, como el Borrachero (2015), y nuestra propia experiencia en investigaciones pasadas; se realiza un clasificación de las emociones en positivas y negativas. En la tabla 2 se recogen las 9 emociones positivas y las 9 negativas que se han seleccionado para esta investigación.

Tabla 2 Clasificación de las emociones 

Positivas
Admiración
Alegría
Confianza
Diversión
Entusiasmo
Felicidad
Satisfacción
Sorpresa
Tranquilidad
Negativas
Aburrimiento
Ansiedad
Asco
Enfado
Miedo
Nerviosismo
Preocupación
Tristeza
Vergüenza

Con el fin de determinar las causas de las emociones que experimentaban los alumnos de ESO se llevó a cabo una categorización de las posibles causas relacionadas con el propio alumno. En la tabla 3 se muestra la categorización de los aspectos relacionados con el propio alumno como posibles causas de las emociones experimentadas en el aprendizaje de física y química.

Tabla 3 Categorización de los aspectos relacionados con el propio estudiante como posibles causas de las emociones experimentadas en el aprendizaje de física y química 

Estudiante Codificación figuras
Calificaciones obtenidas E1 Obtener buenos resultados B. Resultados
E2 Obtener buenos resultados en la resolución de problemas de física y química B. Resolución Problemas
E3 Obtener buenos resultados en los trabajos propuestos B. Trabajos propuestos
Motivación por aprender E4 Participación en debates científicos Debates
E5 Realizar trabajos prácticos Trabajos prácticos
E6 Hacer exposiciones orales de trabajos Exposiciones orales
E7 Utilidad de contenidos Utilidad contenidos
Capacidad para aprender E8 Entender un problema de química E. Problema química
E9 Entender un problema de física E. Problema física
E10 Resolución de un problema de física R. Problema física
E11 Resolución de un problema de química R. Problema química
E12 Comprender noticias relacionadas con la ciencia Comprender noticias

Procedimiento y análisis

Una vez completados los cuestionarios los datos fueron procesados y analizados estadísticamente en sistema informático mediante el paquete estadístico Statistical Product and Service Solutions 17.0 para Windows. En el análisis estadístico de los datos se trabaja con un nivel de confianza del 95%.

Resultados y discusión

En este apartado se muestran los resultados obtenidos al analizar las emociones que experimentan los alumnos de 3.° de ESO en el aprendizaje de física y química y las posibles causas que producen dichas emociones, tanto positivas como negativas.

Emociones experimentadas por los alumnos del estudio en el aprendizaje de física y química

En la tabla 4 se muestra la frecuencia media de las emociones, tanto positivas a la izquierda, como negativas a la derecha, experimentadas por los alumnos del tercer curso de ESO en el aprendizaje de física y química. Para determinar la frecuencia media con que experimentaban los alumnos las emociones se utiliza una escala de tipo Likert de 6 puntos donde "0 = mínima frecuencia" y "5 = máxima frecuencia".

Tabla 4 Estadísticos descriptivos en función de las emociones experimentadas por los alumnos de ESO en el aprendizaje de física y química 

Emociones N Mín. Máx - sd Emociones N Mín Máx - sd
Positivas Alegría 84 0 5 2.61 1.489 Negativas Preocupación 84 0 5 2.94 1.765
Confianza 84 0 5 2.68 1.474 Vergüenza 84 0 5 0.93 1.369
Felicidad 84 0 5 2.48 1.759 Ansiedad 84 0 5 1.11 1.568
Admiración 84 0 5 2.15 1.493 Miedo 84 0 5 1.33 1.731
Tranquilidad 84 0 5 2.88 1.710 Asco 84 0 5 1.21 1.553
Satisfacción 84 0 5 2.43 1.434 Tristeza 84 0 5 .99 1.340
Entusiasmo 84 0 5 2.27 1.667 Enfado 84 0 5 1.70 1.734
Sorpresa 84 0 5 2.07 1.543 Aburrimiento 84 0 5 2.99 1.885
Diversión 84 0 5 2.26 1.614 Nerviosismo 84 0 5 2.02 1.783

Máx.: puntuación máxima; Mín.: puntuación mínima; N: frecuencia de sujetos; sd: desviación típica; -: frecuencia media.

Como puede observarse la frecuencia media de las emociones, tanto positivas como negativas, se encuentran entre 2 y 3. En emociones positivas la frecuencia media más alta se encuentra en tranquilidad (2.88), seguida de confianza (2.68) y alegría (2.61). Sin embargo, en emociones negativas la frecuencia media más alta está en aburrimiento (2.99), seguida de preocupación (2.94) y nerviosismo (2.02).

Se ha realizado la prueba ANOVA de un factor para comprobar si existen diferencias significativas en el grupo de emociones positivas experimentadas por los alumnos. Se ha obtenido un p-valor = 0.068, por tanto, no se encuentran diferencias significativas en este grupo de emociones.

También se ha realizado la prueba ANOVA de un factor para comprobar si existen diferencias significativas en el grupo de emociones negativas experimentadas por los alumnos. Se ha obtenido un p-valor = 0.000, por tanto, se encuentran diferencias significativas en al menos una emoción por encima o debajo del resto del grupo. Por tanto, la Prueba HDS de Tukey determina que en este grupo destacan 3 emociones con más diferencias significativas, como son la preocupación, el aburrimiento y el nerviosismo.

Consideramos que las emociones preocupación y nerviosismo son claves en el tercer curso de ESO, pues para muchos alumnos la preocupación les condicionará a la elección o no de la asignatura de física y química (materia optativa) en el próximo curso y el nerviosismo les provocará una mayor inseguridad para enfrentarse a la materia con una determinada actitud positiva.

Causas de las emociones positivas experimentadas por los alumnos del estudio en el aprendizaje de física y química

En las figuras 2-4 (3) se muestran el porcentaje de los alumnos que consideran a cada uno de los ítems propuestos como posibles causas de emociones positivas en aspectos relacionados con el propio estudiante en el aprendizaje de física y química.

Figura 2 Porcentaje de alumnos de 3.° de ESO que experimentan emociones positivas en aspectos relacionados con las calificaciones. 

Figura 3 Porcentaje de alumnos de 3.° de ESO que experimentan emociones positivas en aspectos relacionados con la motivación por aprender. 

Figura 4 Porcentaje de alumnos de 3.° de ESO que experimentan emociones positivas en aspectos relacionados con la capacidad por aprender. 

Como puede observarse en la figura 2, tras analizar los ítem que constituyen la categoría de calificaciones obtenidas del estudiante como causa de emociones positivas, se observa que un mayor porcentaje de alumnos experimenta alegría y felicidad al obtener buenos resultados en la asignatura de física y química, y los trabajos propuestos en sus clases de ciencias les causa además alegría.

Como puede observarse en la figura 3, tras analizar los ítems que constituyen la categoría motivación por aprender del estudiante como causa de emociones positivas, puede observarse que al realizar trabajos prácticos tanto dentro como fuera del aula durante la clase de física y química causa emociones positivas como alegría, tranquilidad y sorpresa.

Por ello es importante el desarrollo e integración de actividades prácticas en el aula durante las clases de ciencias, ya que fomentan el desarrollo de emociones positivas. Esto se ha comprobado en un estudio realizado con futuros maestros de educación primaria, en el cual se produce un cambio en las emociones experimentadas antes y después de realizar una intervención a través de actividades prácticas de las materias científicas, aumentando las positivas y disminuyendo las negativas (Dávila, Borrachero, Cañada, Martínez y Sánchez, 2015).

Finalmente, en la figura 4, tras analizar los ítems que constituyen la categoría de capacidad por aprender del estudiante como causa de emociones positivas, puede decirse que los alumnos experimentan alegría, confianza y satisfacción cuando entienden un problema de física y comprenden noticias relacionadas con las ciencias.

Causas de las emociones negativas experimentadas por los alumnos del estudio en el aprendizaje de física y química

En las figuras 5-7 (6) se muestra el porcentaje de los alumnos que consideran a cada uno de los ítems propuestos como posibles causas de emociones negativas en aspectos relacionados con el propio estudiante en el aprendizaje de física y química.

Figura 5 Porcentaje de alumnos de 3.° de ESO que experimentan emociones negativas en aspectos relacionados con las calificaciones. 

Figura 6 Porcentaje de alumnos de 3.° de ESO que experimentan emociones negativas en aspectos relacionados con la motivación por aprender. 

Figura 7 Porcentaje de alumnos de 3.° de ESO que experimentan emociones negativas en aspectos relacionados con la capacidad por aprender. 

Como puede observarse en la figura 5, tras analizar los ítems que constituyen la categoría de las calificaciones obtenidas del estudiante como causa de emociones negativas, se observa que un bajo porcentaje de alumnos experimenta emociones negativas en los 3 ítems.

Como puede observarse en la figura 6, tras analizar los ítems que constituyen la categoría de motivación del estudiante por aprender como causa de emociones negativas, se observa que un mayor porcentaje de alumnos experimentan aburrimiento, vergüenza y nerviosismo cuando tienen que hacer exposiciones orales. Por otro lado, experimentan aburrimiento cuando participan en debates relacionados con la ciencia y al realizar trabajos prácticos.

Finalmente, se observa en la figura 7, tras analizar los ítems que constituyen la categoría de la capacidad por aprender del estudiante como causa de emociones negativas, que un mayor porcentaje de alumnos experimenta aburrimiento cuando tiene que resolver un problema tanto de física como de química.

Estos resultados pueden compararse con estudios realizados por Dávila, Borrachero, Brígido y Costillo (2014) con futuros profesores de secundaria, donde los resultados académicos, la capacidad y motivación por aprender del estudiante originaban emociones positivas en el aprendizaje tanto de física como de química.

Conclusiones e implicaciones

En general, los alumnos de 3.° de ESO experimentan con mayor frecuencia emociones negativas como aburrimiento, preocupación y nerviosismo hacia el aprendizaje de física y química. Hay que prestar atención a estas emociones, pues pueden condicionar su elección de itinerario en 4.° de ESO, decantándose por itinerarios donde no esté presente la asignatura de física y química.

En relación con los aspectos relacionados con el propio estudiante, los alumnos de secundaria experimentan emociones positivas al obtener buenos resultados en la materia de física y química.

Por otro lado, el desarrollo de actividades o trabajos prácticos en las clases de física y química, tanto dentro como fuera del aula, son causa de emociones positivas como alegría, tranquilidad y sorpresa.

Por el contrario, los aspectos relacionados con la motivación por aprender, como la participación en debates científicos y realizar exposiciones orales, generan emociones negativas como vergüenza, preocupación y nerviosismo.

En lo referente a la capacidad por aprender, en aspectos como la resolución de problemas tanto de física como de química, los alumnos de secundaria experimentan con mayor frecuencia emociones negativas como aburrimiento y nerviosismo. Estos resultados coinciden con el estudio realizado por Caballero (2013), donde la resolución de problemas matemáticos genera emociones negativas como ansiedad o frustración, afectando al rendimiento académico de los alumnos.

Este trabajo ha permitido diagnosticar las emociones que experimentan los alumnos del tercer curso de ESO en el aprendizaje de física y química y tener una idea de lo que realmente sienten cuando se encuentran día a día en el aula. Por todo ello, el objetivo en futuras investigaciones será diseñar programas de intervención con el fin de mejorar estas emociones en el proceso de enseñanza y aprendizaje, destacando la importancia de motivar al alumnado de secundaria día a día en las clases de ciencias, generando un buen clima en el aula, creando confianza en sus clases, despertando interés y combinando el trabajo individual y cooperativo (Fraser y Tobin, 1989; Garritz, 2009; Henderson, Fisher y Fraser, 2000; Olitshy y Milne, 2012).

Agradecimientos

Se agradece la ayuda a los grupos GR15009 por el Gobierno de Extremadura y al Fondo Europeo de desarrollo regional. María Antonia Dávila Acedo agradece al Ministerio de Economía y Competitividad, del Gobierno de España, la beca predoctoral.

Referencias

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La revisión por pares es responsabilidad de la Universidad Nacional Autónoma de México.

Anexo 1.

CUESTIONARIO SOBRE LAS EMOCIONES DE LOS ESTUDIANTES DE EDUCACIÓN SECUNDARIA OBLIGATORIA

1. Valora de 0 a 5 la frecuencia con qué sentías o experimentabas estas emociones durante el tercer curso de Educación Secundaria Obligatoria en la asignatura de Física y Química.

Señala con una "X" las opciones que consideres oportunas sabiendo que:

2. Señala con una "X" qué emociones, tanto positivas como negativas te causaban los siguientes aspectos:

Recibido: 28 de Octubre de 2015; Aprobado: 03 de Febrero de 2016

* Autor para correspondencia. mdavilaacedo@unex.es

Conflicto de intereses Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.

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