Estado situacional de los Laboratorio de Química en las Escuelas Secundaria de Monterrey y su área metropolitana.
Estado situacional de los Laboratorio de Química en las Escuelas Secundaria de Monterrey y su área metropolitana.
Resumen
El estudio trata de sistematizar mediante una encuesta a los docentes de química del área metropolitana de Monterrey, Nuevo León, el estado situacional de los laboratorio de química y los factores asociados a la falta de experimentación en las escuelas secundarias, desde el ámbito del equipamiento del laboratorio y la organización de los experimentos de ciencias, al respecto, se realizó una investigación con un enfoque cuantitativo, no experimental, variante transversal y de alcance tipo descriptivo, mediante encuesta tipo transversal con una muestra no probabilística, intencional de tipo censal a 48 docentes de Química en servicio en las Escuelas Secundaria del área metropolitana de Monterrey, la recolección de datos fue en único momento, la encuesta se validó con 0.833 por el método de alfa de Cronbach, encontrándose que los docentes tienen dificultad para realizar las prácticas experimentales, debido a que se carece de materiales y equipos, el laboratorio no está en condiciones óptimas, inclusive, el docente conoce cómo adecuar el experimento cuando existe la carencia de sustancias y materiales, sin embargo no lo realiza.
Palabras clave
Ciencias, docentes de química, laboratorio de química, experimentación, práctica de laboratorio.
Sustento de racionalidad y epistemología
El aprendizaje de la Química está fuertemente vinculado a la demostración experimental de los contenidos que se abordan, ya sea en el laboratorio escolar, en el aula, el dintorno o el contorno de la institución. Además, el enfoque de las Ciencias del nivel de Educación Básica es fenomenológico y experimental, inclusive, en los documentos normativos oficiales de la instancia que administra el Sistema Educativo Nacional Mexicano que es la Secretaría de Educación Pública, sugiere como importante confrontar al alumno con los fenómenos, para observarlos, manipularlos, medirlos, modificarlos y transformarlos en nuevos materiales, cuando el dicente realiza este proceso, tiene mayor posibilidad de lograr el desarrollo de un pensamiento científico y apreciar a la Ciencia como una actividad humana en constante transformación, así como valorar a esta disciplina como algo cercano a su quehacer diario y vincularlo con su vida.
En consecuencia, la importancia de las prácticas de laboratorio escolares son necesarias para el aprendizaje en el alumno e importante que el docente de Educación Básica lo contemple en su enseñanza. Pero, la realidad en el quehacer cotidiano de las clases de Ciencias es que no hacen las prácticas experimentales, inclusive, “De acuerdo con la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, por sus siglas en inglés), el 80 por ciento de los estudiantes del nivel medio superior en el mundo no tiene acceso a la realización de experimentos educativos” (García Pintor, Ibañez Cornejo, & Ibarguengoitia Cervantes, 2004, pág. 7) Se demuestra que la problemática es de índole global.
Por otro lado, México no está exento de esta realidad de la falta de prácticas experimentales en la Educación Básica, en particular, el nivel de Secundaria en la materia de Ciencias III con énfasis en Química, donde la falta de recursos económicos para tener laboratorios equipados es la principal causa que desalienta la experimentación por carecer de infraestructura adecuada el laboratorio escolar, además de atender grupos numerosos, que implica mayor riesgo en el manejo de sustancias y materiales, dificultando al docente encauzar la práctica, por ende, se abstiene de realizar actividades experimentales.
Aunado a lo anterior, se puede mencionar sobre la falta de preparación del docente en didáctica experimental, inclusive, no tiene el perfil requerido para impartir la asignatura, aún más, es la falta de apoyo de los directivos del centro escolar para fomentar el uso del laboratorio escolar. Así mismo, son múltiples los factores que hacen que las prácticas de laboratorio no se lleven a cabo y si existe la fortuna de realizarse, esta no cumple su propósito de fortalecer el pensamiento científico, en consecuencia conocer algunos de los factores asociados al uso de las prácticas de laboratorio en la escuela secundaria es primordial para favorecer la formación de los futuros docentes de química.
Al respecto, el documento normativo del Programa de Estudio y Guía para el maestro de Ciencias, plantea modalidades de trabajo para su enseñanza y menciona que en la planificación se debe estimular el trabajo experimental que es lo que subyace a las ciencias y es la parte central que rige a la presente investigación, ya que se considera primordial que los estudiantes realicen prácticas de laboratorio en forma cotidiana para “acercar a los alumnos a la investigación científica de un modo significativo y relevante, a partir de actividades creativas y cognitivamente desafiantes para propiciar un desarrollo autónomo y abrir oportunidades para la construcción y movilización de sus saberes.” (Secretaría de Educación Pública, 2011, pág. 24). Como se percata, se considera trascendental realizar actividades experimentales desafiantes porque favorecen el desarrollo cognitivo y por ende los estudiantes comprenden mejor a la química.
Además en el programa de ciencias, sugiere en forma precisa al docente el cómo realizar dicha modalidad de trabajo, al plantear que en los cursos de secundaria la recomendación de hacer prácticas experimentales “dos horas semanales, desarrollándolas en el salón de clases, en el patio de la escuela y en sus alrededores, con material que sea fácil obtener y permita su reutilización, y aprovechar las instalaciones del laboratorio, si se cuenta con ellas.” (Secretaría de Educación Pública, 2011, pág. 25), en consecuencia conocer si los docentes de secundaria realizan prácticas experimentales de química en secundaria y los factores asociados a la práctica docente y las dificultades que enfrenta para la aplicación en las actividades de las prácticas de laboratorio es importante.
Otro factor es donde si existe el laboratorio pero se limita el uso por la falta de material y sustancias, por lo tanto el docente solicita lo necesario a los dicentes para realizar la experimentación y en consecuencia el cumplimiento por parte de los alumnos es mínimo o nulo, provocando que al realizarse la actividad sean pocos los jóvenes que la realizan. Inclusive el factor del costo de los reactivos, así como materiales difíciles en adquirir, además de los desechos tóxicos con daños al ambiente o simplemente laboratorios poco equipados. Al respecto según Merino y Herrero. (2007), citado en (González & Urzúa, 2012), todos los limitantes impactan en la decisión del profesor para realizar actividades experimentales a pesar de conocer lo importancia que tiene para su enseñanza.
Es por eso, que la realización de actividades experimentales debe ser el centro de atención del docente de ciencias, inclusive “Muchos investigadores han informado de que las experiencias de laboratorio pueden mejorar las actitudes e intereses de los estudiantes en la química y la participación personal en el laboratorio de química promueve el interés de los estudiantes” (Ben-Zvi et al, 1976; Hofstein y Lunetta, 1982; Okebukola, 1986; Hofstein, 2004; citados en Abdullah, Mohamed, & Ismail, 2009, pág. 55). Motivo por el cual, hacer experimentos en forma de prácticas de laboratorio, es enseñar la ciencia en el contexto del estudiante y pueda vislumbrar el quehacer científico, para evitar las preconcepciones erróneas que es difícil y aburrida.
Esto implica para el docente tener una visión abierta a salir del aula y utilizar el laboratorio escolar en mayor medida, y reconocer que las “prácticas de laboratorio, radica en que los maestros entiendan que éstas facilitan la comprensión de conceptos y que deben tener siempre un propósito claro, no solo el de llevarlos a “experimentar”. (López Rua & Tamayo Alzate, 2012, pág. 149), por lo que abundar en la importancia de las prácticas de laboratorio, resulta necesaria para que el profesor lleve a cabo actividades de este tipo en su enseñanza.
Metodología
La investigación se realiza con los profesores de educación básica que imparten la asignatura de Ciencias III en escuelas oficiales públicas, se consideran los turnos matutino y vespertino, además, se especifica la especialidad profesional del docente de ciencias o de otras áreas de formación. Los docentes de las escuelas participantes, se encuentran en la Ciudad de Monterrey y su área metropolitana. El diseño de investigación es no experimental dado que no implica la manipulación deliberada de variables, ya sucedieron y no se pueden influir en ellas. Además según la temporización de recolección de datos en un solo momento define a la investigación de tipo transversal, con el propósito de describir variables del problema de la falta de experimentación escolar y analizar su incidencia, así como su interrelación. (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2014).
El alcance de la investigación es descriptivo para indagar la incidencia de las variables en un grupo de personas y proporcionar su descripción (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2014) sobre la situación de la falta de experimentación escolar en educación básica, en la que factores como equipamiento físico escolar, infraestructura, preparación del docente, forma de enseñanza experimental pueden influir en la realización de actividades en los laboratorios escolares.
La técnica metodológica utilizada para recabar la información que describa la problemática, se consideró la investigación por encuesta, porque facilita conocer en un solo momento las posibles causas del problema con los sujetos, ya que el tipo de diseño es no experimental, transversal y alcance descriptivo. Además de ser una muestra no probabilística para la cuidadosa elección de participantes que cumplan con las características especificadas en el planteamiento del problema. (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2014).
La investigación está dirigido a la población de docentes que imparten la asignatura de Ciencias III en la educación básica de México, los participantes o unidades de muestreo del estudio son los maestros en servicio del área metropolitana de la Ciudad de Monterrey y la muestra son 48 docentes que enseñan química a los adolescentes. Los profesores elegidos fueron a conveniencia de la investigación por facilidad para el estudio, ya que son docentes que imparten el curso, corresponden a diversas modalidades de escuelas como son federales o estatales, turno matutino o vespertino y de diferentes entornos escolares, lo anterior permite dar universalidad a los resultados que se obtengan. El instrumento es una encuesta de elaboración propia, consta de dos secciones, la primera refiere a preguntas de ubicación del participante encuestado en la que se pide asienten el turno de la institución: matutino o vespertino; tipo de sostenimiento: federal, estatal o particular; años de servicio: 0 a 5. 6 a 10, 11 a 15, 16 a 20 y otro; así como la especialidad del docente: Química, Física, Biología y otro. Lo anterior permite conocer en amplitud el tipo de participante.
En la segunda sección, contiene 11 ítems precodificados de medición nominal de tipo dicotómica para algunas variables y categóricas para otras. El primer cuestionamiento es para conocer si existe un laboratorio escolar en funcionamiento en la institución en la que labora; la segunda pregunta es si utiliza el laboratorio para realizar prácticas experimentales; tercera cuestión para conocer si el docente planifica actividades experimentales; cuarta pregunta es sobre la forma en que realiza los experimentos con opciones para demostrativos en el salón, laboratorio virtual, videos del experimento y otras formas; quinta cuestión es para que el docente seleccione de los cinco tipos de dificultades, cuáles enfrenta o no para realizar las actividades experimentales, en relación a materiales, sustancias, el registro por parte del alumno durante la práctica experimental y si resultan atractivas las prácticas que proponen los libros de texto autorizados.
La sexta cuestión, es en relación cuando el docente enfrenta un faltante de material o sustancia, el cómo realiza la modificación para llevarla a cabo, en base a las siguientes opciones: cambia materiales de laboratorio por desechables, sustituye sustancias de laboratorio por caseros, o cambia de práctica por otra que si pueda realizar; la séptima cuestión es para conocer las necesidades que tienen los docentes para realizar prácticas experimentales en sus centros de trabajo, en función del requerimiento de espacio físico (laboratorio), manual de prácticas, kit con materiales, sustancias, instrumentos y mesas de trabajo adecuadas, para detectar las principales carestías en la enseñanza experimental con adolescentes.
La octava pregunta está asociada con la anterior, en donde tiene que especificar el docente por qué considera una necesidad la opción elegida en la pregunta siete, seleccionando en relación a que el equipo o material no se tiene, no funciona, es obsoleto el equipo, está roto o descompuesto. La novena cuestión, es para conocer el formato que el docente prefiere para solicitar a sus alumnos la manera en que deberían de elaborar el reporte escrito del experimento. Se presentan tres opciones de formato establecido, en la primera se usan términos formales de la investigación como lo son: problema, hipótesis, diseño experimental, experimentación, resultados y conclusión; la segunda se plantea propósitos, materiales, procedimiento, resultado y conclusión; la tercera opción, considera lenguaje sencillo en forma de preguntas y con acciones, como lo es ¿qué vas a hacer? Caja de herramienta, construye, mide lo que haces y ¿cómo salió?; por último se proporciona una opción para que escriba una propuesta diferente.
La pregunta décima, es para conocer la existencia en los laboratorios escolares de materiales comunes como lo son: gradilla, balanzas, probetas, buretas, pipetas, termómetros, gas doméstico, alcohol sólido, tubos de ensayo, agitador magnético, matraz de destilación, tubo refrigerante, papel tira para pH, vasos de precipitado. Al igual, la cuestión onceava es en relación a las sustancias químicas esenciales y necesarias, están presentes en los laboratorios escolares disponibles para el uso en la experimentación, con la intencionalidad de realizar un análisis con lo que cuenta el docente y poder generar propuestas en caso de faltante.
Tomando en cuenta el cuadro metodológico, permitió la elaboración de la encuesta y se pilotó con 12 encuestados para determinar la medida de congruencia interna de los ítems por el coeficiente de Alfa de Cronbach calculado en Excel. En la prueba de alfa de Cronbach el resultado obtenido es de 0.833, siendo lo máximo el valor de uno y según Tavakol y Dennick (2011) (citado en Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2014) se considera un valor bueno y se puede usar con un alcance explicativo.
El cuestionario elaborado es de tipo autoadministrado de contexto individual en sus centros de trabajo, la metodología para analizar los datos cuantitativos de la encuesta al ser codificados y transferidos a un libro de códigos de Excel, procede analizarlos mediante estadística descriptiva, el método para el análisis de los datos se realizará mediante el programa de Excel para obtener distribución de frecuencias y gráficas de porcentaje (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2014).
Resultados
En base a los resultados obtenidos y en consonancia por conocer el estado situacional de los laboratorio de química y los factores asociados al uso de las prácticas de laboratorio en la escuela secundaria, se percata que los docentes de química enfrentan retos en dos grandes rubros, el primero es la calidad del espacio físico del laboratorio y lo relacionado a su equipamiento como lo es la existencia de sustancias básicas para poder realizar las actividades experimentales, al igual, los materiales que se requieren en el procedimiento para efectuar la práctica, además, el poco equipamiento, inclusive los equipos son obsoletos, en menor medida es la falta del laboratorio escolar en los centros educativos debido a que fueron convertidos en bodega o se cambió la función de laboratorio a un aula regular para responder a la necesidad de nuevos salones para atender la creciente demanda educativa en algunos centros escolares.
En consecuencia, también es un limitante para el docente el aspecto económico que subyace con el escaso o nulo apoyo gubernamental hacia el equipamiento de los laboratorios escolares de las escuelas públicas, así como la imposibilidad de los centros escolares para destinar recursos propios en forma continua en periodos anuales para el objetivo de mejorar los laboratorios escolares. Todo lo anterior provoca que el docente y sus estudiantes tengan la necesidad de suplir dichas carencias por sus propios medios o recursos, desairando la iniciativa del profesor para considerar en su planificación la realización de experimentos, y si decide hacerlo implica un esfuerzo extra para el maestro y a los jóvenes para poder hacer prácticas de laboratorio.
El segundo rubro de dificultad para el docente de ciencia está asociada a la actitud del maestro para enseñar química con prácticas de laboratorio, ya que a pesar de que conoce las formas de realizar actividades experimentales sin contar con un laboratorio y su equipamiento, inclusive, el profesor aún con que cuenta con la habilidad y preparación para modificar las actividades experimentales cuando enfrenta una carencia de cualquier índole, sin embargo no lo realiza, por lo tanto, la falta de motivación para enseñar química experimental requiere ser abatida.
De forma particular, en el rubro de los materiales para las prácticas, con base al análisis de los resultados obtenidos, se requiere proveer a los laboratorios escolares según sus necesidades e importancia lo siguiente: equipo para destilación al 82% de las escuelas, alcohol sólido con 69%, papel indicador de pH con 68%, vaso de precipitado con 63%, termómetros tiene 51% en menor medida el 38% de los laboratorio requieren balanza granataria. A su vez, para el rubro de las sustancias son: cinta de magnesio falta en 85% de los centros educativos, 76% para el dióxido de manganeso, el 66% carecen de fenolftaleína, 58% en hidróxido de sodio, 48% de ausencia de ácido clorhídrico, en menor medida es necesario proveer el sulfato de cobre, sulfato de magnesio, almidón y yoduro de potasio.
Por otro lado, de los 48 docente de ciencias, 26 manifiesta como importante para su quehacer que se les apoye con sustancias, 21 con kit de materiales y 18 para instrumentos, además, 12 maestros mencionaron que es necesario proveerles equipos porque con los que cuentan son obsoletos o simplemente carecen de ellos, lo anterior se afirma con el abandono que se encuentran algunos laboratorios escolares en la entidad, debido a que no existe un programa de equipamiento para dicho espacio. A pesar de lo anterior, dos terceras partes del profesorado de química, realiza al menos una visita al laboratorio a pesar de todos los inconvenientes descritos con antelación, para evitar comentarios negativos de sus alumnos de que nunca los llevaron al laboratorio.
Cabe recalcar que el 91% de los docentes contemplan actividades experimentales en su planificación de trabajo, por lo tanto, tienen la intención explícita de llevar a cabo prácticas de laboratorio, en algunas ocasiones solicitan a sus alumnos los materiales y sustancias donde solamente una tercera parte de los equipos de alumnos lleven todo lo necesario para efectuar la práctica experimental, esto dificulta al docente para lograr el propósito de la práctica.
Por otro lado, se encontró que el 81% de las escuelas cuentan con el laboratorio escolar funcionando, el 15% no se utiliza como laboratorio y el 4% de las escuelas no tienen dicho espacio. De los que carecen de él. 81% realizan las prácticas demostrativas en el aula y el 11% con videos del experimento. En otro aspecto, el 61% de los docentes consideran poco útil las prácticas que propone el libro de texto, en consecuencia, una intervención didáctica innovadora en este caso la química a microescala con prácticas acorde al programa y con materiales de fácil adquisición para que la totalidad de los alumnos tengan lo necesario para realizar la práctica de laboratorio y que no ponga en riesgo a los estudiantes por el uso de pequeñas cantidades y de baja concentración de las sustancias, que permita al docente tener el control disciplinario dentro del laboratorio, además que no dependa de la autoridad educativa en surtir de material escolar o si los directivos destinen recursos económicos para equipar y mejorar los laboratorios, por lo que una propuesta con prácticas de laboratorio de química en pequeñas cantidades que cubra las necesidades reales del docente es factible de llevarse a cabo como un apoyo al quehacer del profesor de química y además se favorecerá la actividad experimental en las escuelas secundarias.
Referencias
Abdullah, M., Mohamed, N., & Ismail, Z. H. (2009). The effect of an individualized laboratory approach through microscale chemistry experimentation on students’ understanding of chemistry concepts, motivation and attitudes. Chemistry Education Research and Practice (10), 53-61.
García Pintor, E., Ibañez Cornejo, J. G., & Ibarguengoitia Cervantes, M. E. (2004). Química en Microescala 1 (Primera ed.). D.F., México: PROVITEC.
González, A., & Urzúa, C. (2012). Experimentos químicos de bajo costo: un aporte desde la microescala. Obtenido de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=92024547008
Hernández Sampieri, R., Fernández Collado, C., & Baptista Lucio, M. D. (2014). Metodología de la Investigación (Sexta ed.). D.F., México: Mc Graw Hill Education.
López Rua, A. M., & Tamayo Alzate, Ó. E. (Enero-Junio de 2012). Las Prácticas de Laboratorio en la Enseñanza de las Ciencias Naturales. (U. d. Caldas, Ed.) Revista Latinoamericana de Estudios Educativos, 8(1), 145-166.
Secretaría de Educación Pública. (2011). Programa de Estudio 2011, Guía para el Maestro. Educación Básica. Secundaria. Ciencias. D.F., México: SEP.