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Introducción
La explicación en el aula es una actividad prioritaria para el docente de ciencias en ejercicio, pues está ligada a su práctica pedagógica; de hecho, cuando el profesor explica la clase se apoya en el conocimiento de la disciplina, en la propia experiencia y en los saberes adquiridos en la universidad durante su proceso de formación. En este sentido, el saber que utiliza el profesor para explicar la ciencia es un saber plural, dinámico y diverso. Este saber involucra sus concepciones, las cuales se evidencian en el acto de explicar (Tardif, 2004).
Por tanto, la explicación es una actividad intencional del maestro en la cual se presentan de manera sistemática, ordenada y secuencial los diferentes temas que se van a enseñar (Jorba et al., 2000). Así, el docente hace uso de elementos tanto cognitivos como lingüísticos y los interrelaciona para construir la explicación científica escolar. La explicación es una forma específica del uso del lenguaje: se trata de un proceso dinámico de comunicación que se da en la interacción entre el docente, los estudiantes y el saber. En consecuencia, la explicación -como acto lingüístico- posibilita la construcción de esquemas conceptuales cada vez más complejos que permiten comprender los fenómenos naturales al incentivar el lenguaje y el uso del vocabulario científico a través del desarrollo de habilidades cognitivo-lingüísticas (Jorba et al., 2020; Quintanilla, 2006).
Por otro lado, para entender el proceso de la explicación científica escolar se deben considerar dos perspectivas metateóricas: «(a) la epistemológica, que permite comprender la naturaleza de una buena explicación y (b) la didáctica, a través de la cual es posible hacer consideraciones acerca de la enseñanza del procedimiento cognitivo-lingüístico de explicar» (Eder-Adúriz, 2008, p. 102). En el presente estudio se encontró que identificar los elementos de las explicaciones de los docentes y la forma como comunican los conceptos científicos involucrados en la explicación de los fenómenos naturales es un tema relevante en la formación del docente en ejercicio, pues permite diseñar talleres de formación continua que lleven a reflexionar sobre esta actividad científica, a viabilizar nuevas formas de explicar la ciencia y a posibilitar que los estudiantes, a su vez, aprendan a construir explicaciones.
Marco teórico
La explicación es una de las operaciones cognitivas más importantes de los seres humanos (Pereira, et al., 2016); se constituye en uno de los objetivos fundamentales para las ciencias experimentales (Eder y Adúriz-Bravo, 2008; Martín-Díaz, 2013; Yao y Guo, 2018) y para la formación de los docentes (Cabello y Sommer, 2020; Sánchez et al., 2021). La explicación es el eje del discurso escolar y de la práctica diaria del docente.
Lavoisier (2009) plantea que la ciencia y el lenguaje se interrelacionan para perfeccionarse; por esta razón, el pensamiento científico existe gracias a la palabra y al lenguaje. Adicionalmente, Jorba et al. (2000) afirman que el lenguaje en la enseñanza de las ciencias es un recurso que permite construir significados y relaciones entre los conceptos y las ideas científicas. La explicación-como acto lingüístico- posibilita la construcción de esquemas conceptuales cada vez más complejos que permiten comprender los fenómenos naturales debido a que incentiva el lenguaje y el uso del vocabulario científico a través del desarrollo de habilidades cognitivo-lingüísticas.
En síntesis, la explicación en la ciencia forma parte del discurso docente, se basa en el saber disciplinar y en la experiencia, y está ligada al modelo teórico de ciencia y de enseñanza. Además, cumple con: (a) fines universales como la verdad, la simplicidad, la unificación y la adecuación empírica; y b) fines pragmáticos como la resolución de problemas (Quintanilla, 2006). No obstante, el fin principal de la explicación es facilitar la comprensión, motivo por el que se constituye en una actividad a partir de la cual se pone en acción el lenguaje en el aula con el propósito de brindarle autonomía al estudiante para que aprenda a leer el mundo a través de los conceptos científicos.
Participantes
Este Estudio se llevó a cabo con los docentes del Área de Ciencias Naturales de la Institución Educativa Municipal Libertad (Pasto, Colombia) quienes laboran en los grados décimo y undécimo (estudiantes de 14 a 16 años) en las áreas de Química, Biología y Física. Los 15 docentes que participaron:
Procedimiento y análisis
Este artículo se fundamenta en los postulados de la investigación cualitativa orientada por un enfoque interpretativo y por el diseño de un estudio de caso. Desde esta perspectiva, este trabajo se centra en la comprensión de los comportamientos asociados al acto de explicar desde los propios marcos de referencia de los docentes para la explicación (Imbernón et al., 2007). El análisis se hace mediante la interpretación de la forma como los docentes abordan un fenómeno específico en el aula.
El objetivo de esta investigación es analizar las explicaciones científicas sobre los fenómenos naturales que los docentes ofrecen a los estudiantes en el aula escolar. Para tal fin se diseñó una matriz de valoración (Paredes, 2018) validada por expertos en didáctica de las ciencias, en psicología educacional, en lengua y en literatura. las categorías de matriz surgen de la revisión teórica de los planteamientos de Achinstein (1989) quien define la explicación científica como un acto ilocucionario, de los criterios de textualidad propuestos por Beaugrande y Dressler (1997) y de la teoría de los actos de habla propuesta por Austin (1971) y por Searle (1990). Por lo tanto, la explicación científica se asume como un proceso complejo de comunicación con varios momentos que van desde la estructuración de la explicación hasta la evaluación de la misma.
Las cuatro categorías observadas en las explicaciones de los docentes fueron:
Elementos contextuales: se encuentra relacionada con la planeación de la explicación y con las actividades realizadas para la identificación de los saberes previos y para la definición del propósito de la explicación.
Estructuración: tiene que ver con la búsqueda y construcción, por parte del docente, de los referentes teóricos y experimentales necesarios para la organización de las secuencias de aprendizaje y para la determinación de los contenidos que se van a explicar.
Transferencia: comprende la identificación y el desarrollo de actividades que le permiten al docente establecer las ideas iniciales de los estudiantes con las representaciones realizadas por ellos después de la explicación.
Reflexión metacognitiva: incluye las actividades que le ayudan al docente a reflexionar sobre el proceso de diseño e implementación de la explicación.
Los datos recopilados se organizaron con base en los tres pasos que Bardin (2002) plantea: el preanálisis, la codificación y la categorización a partir de unos criterios conceptuales comunes. El análisis se realizó con el apoyo del software ATLAS.ti 7.1; con esta información se obtuvo una secuencia de la explicación, representada más adelante en unas tablas que muestran la presencia o ausencia, en el tiempo de clase, de los comportamientos asociados a cada una de las categorías de la matriz de valoración.
Resultados
De la observación no participante (una estrategia para recolectar información) se obtuvo la filmación de los videos del proceso de explicación y, posteriormente, se realizó la transcripción de cada uno de éstos (2 clases por docente). Esto permitió consolidar el Perfil de la explicación de los docentes y determinar el tiempo en el cual se hicieron presentes los comportamientos asociados a cada categoría. En la Figura 1 se observan las ideas seleccionadas por los docentes para generar las explicaciones en el salón de clase a partir de la pregunta: ¿cómo explicaría usted el fenómeno de la combustión en el aula?
Nota. Elaboración propia de los Autores a partir de los resultados de investigación.
Figura 1 Ideas seleccionadas por los docentes para explicar el fenómeno de la combustión.
En la Tabla 1, con base en las explicaciones dadas por los docentes, se presentan, por un lado, cada uno de los comportamientos asociados a la categoría elementos contextuales y, por el otro, el tiempo de clase en minutos. Cada barra muestra el tiempo de duración en minutos de cada uno de los comportamientos, que como se puede observar, se presentan de manera continua o discontinua.
Tabla 1 Comportamientos observados en la categoría Elementos contextuales.
| Tiempo de clase en minutos Comportamiento |
2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | 40 | 42 | 44 | 46 |
| Realiza la explicación con naturalidad | |||||||||||||||||||||||
| Focaliza la entonación para hacer énfasis en algunos aspectos | |||||||||||||||||||||||
| Mantiene un ambiente de comunicación con el estudiante | |||||||||||||||||||||||
| Se apropia y organiza el espacio del aula | |||||||||||||||||||||||
| Articula elementos de la cotidianidad | |||||||||||||||||||||||
| Identifica los saberes previos | |||||||||||||||||||||||
| Formula preguntas de contenido | |||||||||||||||||||||||
| Establece el fenómeno a explicar | |||||||||||||||||||||||
| Relaciona la explicación con el contexto |
Nota. Elaboración propia de los Autores.
Durante los primeros 8 minutos de la clase, los docentes contextualizan la explicación a través del uso de preguntas relacionadas con el contenido que van a explicar y con la identificación de los saberes previos. En los siguientes minutos, los docentes presentan de manera explícita la intención de la clase y comunican el fenómeno que se va a estudiar, estableciendo -en diferentes momentos- relación con ejemplos de la cotidianidad; adicionalmente, se organizan grupos de trabajo. De igual manera, hacen énfasis en el fenómeno que van a explicar y mantienen, permanentemente, la interacción docente-estudiante a través de la resolución de preguntas con el fin de comprobar el nivel de compresión de la explicación.
En la Tabla 2 se presentan los comportamientos asociados a la categoría Estructuración de la explicación durante el tiempo de desarrollo de la clase. Cada barra muestra el tiempo de duración en minutos de cada uno de los comportamientos. La barra en blanco indica que el comportamiento no estuvo presente durante la explicación.
Tabla 2 Comportamientos observados en la categoría Estructuración de la explicación.
| Tiempo de clase en minutos Comportamiento |
2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | 40 | 42 | 44 | 46 |
| Selecciona los referentes teóricos | |||||||||||||||||||||||
| Utiliza elementos de la historia de la ciencia | |||||||||||||||||||||||
| Emite proposiciones que confieren contenido a las explicaciones que da | |||||||||||||||||||||||
| Evidencia una progresión temática y una secuenciación en la explicación | |||||||||||||||||||||||
| Define un esquema para la explicación | |||||||||||||||||||||||
| Hace uso de varios ejemplos | |||||||||||||||||||||||
| Utiliza metáforas, analogías y modelos | |||||||||||||||||||||||
| Explica estableciendo proposiciones causales | |||||||||||||||||||||||
| Suprime información que considera que el estudiante ya conoce | |||||||||||||||||||||||
| Hace uso de diferentes recursos para la explicación | |||||||||||||||||||||||
| Diseña estrategias para la aplicación de los conceptos | |||||||||||||||||||||||
| Realiza actividades de retroalimentación |
Nota. Elaboración propia de los Autores
Para la Estructuración de la explicación los docentes utilizan diferentes referentes teóricos, sin embargo, se hace poca mención de estos durante la explicación y no aparecen elementos relacionados con la historia de la ciencia. Cerca de la mitad del tiempo de clase los docentes realizan el abordaje del tema; para ello emplean varias estrategias con el fin de dar mayor claridad a la explicación. Las más frecuentes son las estrategias de aplicación y el uso de ejemplos seguidos de diversos recursos, representaciones y esquemas. Pocos minutos después de iniciada la clase se hace la explicación causal del fenómeno y, en ciertos momentos, se omiten algunas explicaciones de aspectos que se presume el estudiante ya conoce.
La Tabla 3 presenta la presencia o ausencia de los comportamientos asociados a la categoría Transferencia durante el tiempo de desarrollo de la clase.
Tabla 3 Comportamientos observados en la categoría: Transferencia.
| Tiempo de clase en minutos Comportamiento |
2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | 40 | 42 | 44 | 46 |
| Desarrolla actividades en las cuales el estudiante puede realizar inferencias a partir del fenómeno explicado. | |||||||||||||||||||||||
| Permite expresar a los estudiantes la explicación a través de la escritura | |||||||||||||||||||||||
| Establece relaciones entre los conocimientos previos y el nuevo contenido al explicar | |||||||||||||||||||||||
| Evidencia una amplitud de conocimientos sobre el fenómeno estudiado. | |||||||||||||||||||||||
| Permite que el estudiante explique otros fenómenos en contextos similares. | |||||||||||||||||||||||
| Permite que el estudiante explique otros fenómenos en contextos distintos. | |||||||||||||||||||||||
| Cuando una explicación no es clara para el estudiante, genera otras estrategias de enseñanza. | |||||||||||||||||||||||
| Permite que los estudiantes realicen preguntas relacionadas con lo explicado o con otros hechos similares. | |||||||||||||||||||||||
| Promueve la interdisciplinariedad |
Nota. Elaboración propia de los Autores
En relación con la categoría Transferencia es importante resaltar que el comportamiento de los docentes que está presente por más tiempo durante la clase es el de permitir expresar a los estudiantes la explicación a través de la escritura. Sin embargo, en la mayoría de casos, lo que los estudiantes escriben es un dictado. Si bien se identifican varios aspectos relacionados con la categoría Transferencia, en cuanto a la explicación se podría considerar que son aspectos inadecuados, ya que hay una participación predominante de los docentes en la resolución de problemas. En cuanto a la interdisciplinariedad, limitan la explicación a aspectos relacionados con la materia que dictan sin establecer una relación con otras ciencias naturales. Por otra parte, son pocos los minutos de la clase dedicados al proceso de inferencia y se mencionan algunos ejemplos en donde la explicación puede aplicarse a contextos similares o diferentes al fenómeno estudiado, lo cual puede implicar la explicación de otras leyes, de otras teorías o de otros conceptos.
En la Tabla 4 se presentan, por un lado, cada uno de los comportamientos asociados a la categoría Reflexión metacognitiva y, por el otro, el tiempo de clase en minutos. De esta manera, cada barra muestra el tiempo de duración en minutos de cada uno de los comportamientos.
Tabla 4 Comportamientos observados en la categoría Reflexión metacognitiva.
| Tiempo de clase en minutos Comportamiento |
2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | 32 | 34 | 36 | 38 | 40 | 42 | 44 | 46 |
| Asume un punto de vista crítico sobre el diseño de la explicación. | |||||||||||||||||||||||
| Revisa y analiza el diseño de la explicación con otros docentes del área. | |||||||||||||||||||||||
| Acepta observaciones y realiza los ajustes al diseño. | |||||||||||||||||||||||
| Realiza actividades para contrastar las decisiones tomadas en la explicación con los resultados evaluativos obtenidos. | |||||||||||||||||||||||
| Establece conexiones y asociaciones al explicar los fenómenos. | |||||||||||||||||||||||
| Hace uso de hechos de la historia de la ciencia para reflexionar sobre la ciencia | |||||||||||||||||||||||
| Realiza actividades que le permiten al estudiante argumentar | |||||||||||||||||||||||
| Realiza actividades practicas |
Nota. Elaboración propia de los Autores
En la categoría Reflexión metacognitiva el comportamiento más recurrente es: establecer conexiones y asociaciones. Este se evidencia en los momentos en los que el docente busca relacionar el fenómeno con situaciones de la vida cotidiana o establecer conexiones entre diferentes problemas planteados. También se observan elementos relacionados con el trabajo experimental, en donde se desarrollan prácticas y procedimientos de laboratorio. En general, hay ausencia de los demás comportamientos relacionados con esta categoría.
Discusión
Los resultados de este Estudio muestran que los docentes sí le dan relevancia a la fundamentación científica que se necesita para la explicación de la ciencia. En relación con lo que Tardif (2004) identifica como saberes disciplinares, la explicación exige tener un conocimiento de la materia que se va a enseñar. En esa medida, la formación docente se orienta por la dinámica de la elaboración y la socialización tanto del saber disciplinar como del saber didáctico. De forma paralela, autores como Kulgemeyer y Riese (2018); Mora y Parga (2008) manifiestan que el conocimiento didáctico del contenido del profesor permite comprender la manera como el docente conoce y enseña la materia y, por ende, como explica.
Por consiguiente, los hallazgos evidencian que la formación docente brinda los elementos necesarios para planificar la explicación y para mejorar la interacción en el aula (Moreland et al., 2006).
Adicionalmente, en el discurso de los docentes persiste el enfoque generalizado de la explicación científica escolar a través del método científico, en el que se da prioridad a la observación, a la formulación de la hipótesis y a la rigurosidad de la experimentación. Este resultado coincide con los hallazgos de Camacho-González (2010) y Adúriz Bravo (2008) quienes afirman que en los docentes aún subsiste un enfoque dogmático de la ciencia al asumirla desde una visión rigurosa, jerárquica, objetiva, sistemática y válida, asociada al método científico y cimentada en la noción de verdad en el mundo de las Ciencias Exactas.
Los resultados también demuestran que los docentes asocian la competencia científica con la capacidad explicativa. Para Camacho-González (2010) esta competencia está relacionada con los modelos teóricos y con el plano social y comunicativo de la persona; asimismo, los docentes reconocen la explicación de los fenómenos naturales como una competencia básica para la enseñanza de las ciencias y fundamental para la comprensión de los conceptos científicos y para el desarrollo académico de los estudiantes (Cabello y Topping, 2018).
Por otra parte, tal como se dijo anteriormente, se puede afirmar que los docentes del área de Química al explicar el fenómeno de la combustión hacen énfasis en el concepto de reacción química, al igual que en las investigaciones realizadas por Cabrera (2016); los docentes del área de Física hacen la explicación a partir los conceptos de calor y temperatura, y los docentes de Biología realizan la explicación desde el estudio de la respiración. En este sentido, las explicaciones se planean y se desarrollan en el aula desde la formación disciplinar y desde los modelos teóricos del maestro. Cabe añadir que autores como Ariza y Parga (2011) sugieren que en el contexto escolar no se dan las explicaciones suficientes para la comprensión del fenómeno de la combustión.
En cuanto a los resultados para la categoría Elementos contextuales se evidencia que los docentes buscan propiciar un ambiente de motivación con el objeto de lograr la intención de la explicación que se plantea a través del desarrollo de la pregunta de contenido. Es así como en esta categoría el profesor hace actividades de enseñanza y aprendizaje que permiten identificar las ideas iniciales para la representación del fenómeno natural por parte de los estudiantes, a fin de explorar esas ideas y de relacionar la explicación con situaciones de la vida cotidiana que permitan darle sentido y significado al aprendizaje (Marchán-Carvajal y Sanmartí, 2015).
En la categoría Estructuración de la explicación se presentan algunos elementos similares a la contextualización presentada por Marchán-Carvajal y Sanmartí (2015) al referirse a las situaciones de aprendizaje que centran la mirada del estudiante en los fundamentos teóricos que ayudan a explicar el fenómeno y que propician la exploración del territorio del fenómeno (Quintanilla, 2006): ¿qué explico?, ¿cómo lo puedo explicar a los estudiantes?, ¿qué recursos utilizo para explicar?
En la categoría Transferencia, el docente busca que el estudiante pueda aplicar el modelo explicativo del fenómeno estudiado a diferentes situaciones y contextos que progresivamente se vuelven más complejos; esto genera una amplitud del conocimiento del fenómeno estudiado basado en una mayor significatividad y en una mejor comprensión del fenómeno (García y Angulo, 2003; Quintanilla, 2006).
Finalmente, los resultados muestran presencia mínima o ausencia de los comportamientos asociados a la categoría Reflexión metacognitiva. Es decir, no se evidencian elementos que permitan al docente realizar un ejercicio de reflexión sobre la práctica explicativa.
Conclusiones
A partir de los hallazgos se puede concluir que no es posible calificar una explicación dada por los profesores como la mejor. No obstante, se puede señalar que hay elementos comunes durante las distintas explicaciones, tales como: (a) la presentación del tema; (b) la formulación de preguntas centradas en el ¿qué?; (c) el desarrollo de actividades para conocer los saberes previos de los estudiantes; y (d) las explicaciones de carácter expositivo, en las cuales predomina la comunicación del docente hacia el estudiante.
En general, se observa que las explicaciones son coherentes con los saberes y con las actividades programadas en las mallas curriculares y que los docentes buscan, por una parte, cumplir con las programaciones institucionales establecidas y, por la otra, mantener el promedio obtenido por el área en las pruebas externas. Este último, es un factor que condiciona, por un lado, el ¿qué se debe explicar? y el ¿cuándo se debe explicar?, y, por el otro, el énfasis y el tiempo que se deben dedicar al desarrollo de los temas. Así mismo, los docentes planean las actividades de explicación desde su campo disciplinar de formación, razón por la cual es muy difícil encontrar explicaciones interdisciplinarias. Existe una inclinación hacia el uso de los ejemplos, la resolución de problemas y el empleo de metáforas y analogías con el fin de mejorar la compresión de los fenómenos estudiados.
Se puede concluir que, aunque los docentes quieren tener una forma constructiva en la explicación de la ciencia, en el momento de desarrollar la clase estos elementos no se hacen tan evidentes, más aún, existe un condicionamiento de las respuestas de los estudiantes a través de la formulación de preguntas y del direccionamiento de la explicación.
En suma, la explicación es descriptiva, enunciativa, directiva y, en general, se prioriza la trasmisión de la información y no se utilizan referentes de la historia de la ciencia. Se evidencia la existencia de dificultades conceptuales y procedimentales al explicar la ciencia; por todas estas razones es necesario trabajar en la formación de los docentes a fin de desarrollar en ellos las habilidades que se requieren para explicar mejor la ciencia y generar nuevas posibilidades para que los estudiantes puedan aprender esta habilidad cognitivo-lingüista que sin duda los llevará a comprender los conceptos científicos.
