Tesis estructura didáctica para las actividades experimentales de las ciencias naturales en el nivel medio”.

REPÚBLICA DE CUBA
INSTITUTO SUPERIOR PEDAGÓGICO “ENRIQUE JOSÉ VARONA”
FACULTAD DE CIENCIAS
“ESTRUCTURA DIDÁCTICA PARA LAS ACTIVIDADES
EXPERIMENTALES DE LAS CIENCIAS NATURALES
EN EL NIVEL MEDIO”.
TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE
DOCTOR EN CIENCIAS PEDAGÓGICAS.
AUTOR. MSc. JOSÉ E. COLADO PERNAS.
TUTORES: Dra C. JULIA AÑORGA MORALES.
Dra C. MARÍA DEL CARMEN ARMENTEROS ACOSTA.
LA HABANA, 2003

RESUMEN
La tesis está centrada en la renovación de la orientación de las actividades
experimentales de las Ciencias Naturales en el nivel secundario fundamentado en: la
necesidad de redifinir el rol de este nivel en la educación científica, dada su importancia
y por representar una ruptura dentro del sistema educativo; y de incrementar la
investigación sobre el trabajo práctico en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las
Ciencias Naturales en el nivel secundario en el contexto de Cuba.
Dado que el objetivo de la enseñanza moderna de las ciencias no es solamente transmitir
conocimientos sino también -y principalmente- formar una personalidad creadora, se
asume como posición teórica que orienta la investigación las bases pedagógicas y
didácticas de la concepción del aprendizaje desarrollador, así como las ideas del modelo
de aprendizaje de las ciencias como investigación, que sirven de apoyo a la renovación
de la orientación de las actividades experimentales en la educación científica de los
estudiantes para el nivel secundario.
La tesis contiene la fundamentación y diseño de una estructura didáctica para las
actividades experimentales de Ciencias Naturales y su concreción en guías de Física y
Química para el nivel secundario, como una respuesta al modelo de transmisión-
recepción de la escuela tradicional, desvinculado de la vida práctica y de la familiarización
de los estudiantes con aspectos de la actividad investigadora.
La estructura didáctica propuesta permite: a) generar y reforzar la formación del
pensamiento científico de los estudiantes atendiendo a su estructura cognitivo-
instrumental y afectivo-motivacional y con ello su orientación a la comprensión de la
naturaleza de los conocimientos de la ciencia; b) familiarizar al estudiante con la actividad
investigadora con sus métodos de observación y experimentación, mediante la
problematización de la realidad a partir de hechos del entorno cotidiano y/o
experimentales y el análisis cualitativo para su entendimiento; así como c) propiciar una
mejor valoración y actitud hacia el estudio de la asignatura y la ciencia.
La significación práctica de la tesis reside en las posibilidades de aplicación de sus
resultados, tanto en la práctica educativa de 7mo Grado y dentro de las asignaturas de
Física y Química de 8vo Grado y en la formación de los profesores generales integrales.

Í N D I C E
Página
INTRODUCCIÓN ............. 1
CAPITULO I: TENDENCIAS ACTUALES EN LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
DE LAS CIENCIAS NATURALES. ............... 10
1.1 La concepción de la ciencia como referente epistemológico de la Didáctica
de las Ciencias...................................................................................................
1.2 Los modelos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias...................................
1.3 Una aproximación al desarrollo de la enseñanza de las Ciencias Naturales
en el nivel secundario en Cuba..........................................................................
10
17
28
CAPITULO II: ESTRUCTURA DIDÁCTICA PARA LAS ACTIVIDADES EXPERI-
MENTALES DE CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL SECUNDARIO................. 36
2.1 Renovación de la concepción de las actividades experimentales.....................
2.2 Diseño de la estructuración didáctica de las Actividades Experimentales para
el nivel secundario.............................................................................................
CAPITULO III: GUÍA DE ACTIVIDADES EXPERIMENTALES PARA LA
ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL
SECUNDARIO................................. ................
3.1 Sobre la elaboración de las guías de actividades experimentales....................
3.2 Guías de actividades experimentales para el nivel secundario.........................
3.3 Análisis de los resultados de la constatación empírica.....................................
CONCLUSIONES ..............
RECOMENDACIONES.............................................................................................
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................
BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................
ANEXOS
36
40
57
57
62
92
97
99
100
105

INTRODUCCIÓN
“De todas partes se eleva un clamor, no bien definido acaso, ni reducido a
proposiciones concretas, pero ya alto, importante y unánime; de todas partes se pide
urgentemente la educación científica Que la enseñanza científica vaya, como la
savia de los árboles, de la raíz al tope de la educación pública”. (Martí, J. 1883)
Con el desarrollo de la humanidad la sociedad ha tomado conciencia de la importancia de la
ciencia y la tecnología y su aporte al desarrollo económico y social de los pueblos dada su
influencia en ámbitos como la salud, los recursos alimentarios, las fuentes energéticas, la
conservación del medio ambiente, el transporte y los medios de comunicación. En
consecuencia ha crecido el papel de la educación ante las transformaciones científico-
tecnológicas de nuestro tiempo, el cual puede ser abordado desde la incorporación del
conocimiento científico-técnico actual al currículo y por medio de la educación científico-
tecnológica en todos los niveles educacionales.
La concepción acerca del tránsito hacia la sociedad del conocimiento convierten las políticas
de promoción de la base científica y tecnológica de un país en tarea prioritaria para su
desarrollo. Para enfrentar los desafíos del desarrollo científico y tecnológico, en particular
para los países latinoamericanos sometidos en las últimas décadas a una situación de crisis
económica, son fundamentales los nexos entre el sistema educativo, el sistema científico-
tecnológico y el sistema productivo.
i.exe
En estas circunstancias, es prioritaria la transformación de los sistemas educativos. La
década de los años 90 del siglo pasado se caracterizó por un crecimiento en la cobertura
educativa y el inicio de procesos de reformas e innovación educativa en todos los países de
la región de América Latina y el Caribe, pero sin armonía con las exigencias de calidad y
equidad.
Desde 1959 en la sociedad cubana se vienen produciendo transformaciones en el campo
educacional que han ido resolviendo parte de las carencias prevalecientes en otros países
de la región. El Plan de Perfeccionamiento Continuo del Sistema Nacional de Educación
focalizado en aspectos curriculares ha incidido en el mejoramiento educacional. “Desde el
curso 1989-1990 se realizaron nuevos cambios curriculares, en el plan de estudio y en los
1

libros de texto, a tenor con las necesidades emergentes y las experiencias acumuladas”.
(García Ramis, L, 1996).
Coincidiendo con varios autores, C. Coll y J.C. Tedesco (1993) y los resultados de las
investigaciones realizadas, tanto por el Instituto Central de Ciencias Pedagógicas (ICCP,
1996) como por el Centro de Estudios Educativos del Instituto Superior Pedagógico “Enrique
José Varona” (CEE, 2001), el reto pendiente en la calidad educativa no se resuelve sólo con
cambios curriculares. En nuestras circunstancias se requiere un cambio educativo como
proceso socio-pedagógico de “transformación gradual e intencional de las concepciones,
actitudes y prácticas de la comunidad educativa escolar, dirigido a promover una educación
desarrolladora en correspondencia con el modelo genérico de la educación cubana y las
condiciones socio-históricas concretas.” (Castellanos y otros, 2001, 11).
En este contexto socio-educativo que se expresa en la Revolución Educacional en que vive
Cuba y en el marco de los esfuerzos realizados en estos últimos años en la búsqueda de
prácticas educativas alternativas dentro de la Didáctica de las Ciencias, se inserta esta tesis
que está orientada a promover un mejoramiento en el aprendizaje investigativo desde las
actividades experimentales, por su importancia en la educación científica de los estudiantes
de nivel secundario, basada en una concepción educativa desarrolladora a partir de un
proceso de construcción del conocimiento en un contexto social y condicionado por factores
afectivos y motivacionales.
“La discusión y reflexión sobre la educación secundaria tiene un interés marcado para todos
los países de la región, que reside no sólo en las disfunciones que varios estudios han
señalado, sino también en la importancia que se le asigna a este nivel educativo en el marco
de los procesos de modernización y desarrollo”. (Macedo B, Katzkowicz R, 2002, 15). Sus
fines y objetivos son: ofrecer una educación proclive al aprendizaje científico y tecnológico,
que permita al individuo estar mejor preparado para comprender y actuar en un mundo
donde cada día adquieren mayor presencia la ciencia y la tecnología.
Numerosos estudios realizados muestran un desbalance manifiesto entre la importancia
creciente de la enseñanza de las ciencias y el bajo nivel de comprensión de los
2

conocimientos científicos por los estudiantes. Las razones fundamentales de esta poca
comprensión en el nivel secundario se sitúan entre otras en:1
• Alto nivel de abstracción. La mayoría de los conceptos científicos “aprendidos” se refieren
a cadenas verbales que no permiten explicar fenómenos de la realidad cotidiana y/o
científica.
• En numerosas ocasiones la ciencia ofrece teorías cuyas predicciones se oponen a la
experiencia cotidiana, sin poder explicar las mismas.
• Errores conceptuales de los estudiantes en el dominio de los conocimientos científicos
en diferentes niveles de enseñanza.
• Trabajos prácticos de laboratorio como simple ilustración de aspectos teóricos y
manipulaciones con recetas muy pormenorizadas.
• Repetición de soluciones explicadas como ejercicios de aplicación de teorías, en lugar de
la resolución de problemas.
• No comprensión durante mucho tiempo de la existencia de preconcepciones en los
estudiantes, fruto de las experiencias cotidianas individuales e incluso de estudios
anteriores.
• Tendencia a incluir en el nivel secundario, los mismos currículos de cursos superiores.
• Falta de motivación en los estudiantes hacia el estudio de las ciencias.
• Poca relación entre el contenido del aprendizaje y las necesidades reales de los
estudiantes.
• Pobre vínculo entre los conocimientos que se aprenden y su condicionamiento e impacto
social.
• Contenidos carentes de significación y relevancia social que no aportan los
conocimientos para afrontar los requerimientos de la vida actual y perspectiva.
• Contenidos dispersos y atomizados, por yuxtaposición de asignaturas.
• Reduccionismo conceptual de los currículos.
• Divorcio entre el conocimiento y la vida cotidiana.
• Predominio de una enseñanza tradicional.
• Insuficiencias de las habilidades intelectuales en la enseñanza de las Ciencias Naturales.
1
UNESCO/OREALC 1997; Hodson D. (1994); Paya J. (1999); Gil D. (1991); Moreira (1994);
Rojas C. (1985); Valdés Castro, P (1996) ; Zilberteins J. (1997 y 2000); Silvestre M. (1999);
ente otros.
3

• Pocos espacios de autorreflexión del proceso de pensamiento y procedimientos para el
aprendizaje.
• Predominio de la actividad teórica por encima de la práctica.
• Dificultades para aplicar los conocimientos a nuevas situaciones.
Las cuestiones señaladas constituyen elementos de reflexión y orientación si queremos
proporcionar una formación científica a los futuros profesionales y una educación científica a
la población en general. Por ello, la tesis trata de buscar solución al siguiente PROBLEMA
CIENTÍFICO: NO CORRESPONDENCIA ENTRE EL BAJO NIVEL DE COMPRENSIÓN DE
LOS CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS DE LOS ESTUDIANTES EN EL PROCESO DE
ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS NATURALES ANTE LAS EXIGENCIAS
E IMPORTANCIA CRECIENTE DE LA EDUCACIÓN CIENTÍFICA EN EL NIVEL
SECUNDARIO.
Diversas instituciones están desplegando programas a nivel mundial, regional y nacional
para fomentar lo que ha dado en llamarse la alfabetización en ciencia y tecnología, para
mejorar la enseñanza de las ciencias, mediante la renovación de los currículos y la práctica
educativa, dirigidos tanto a los escolares como a la formación de profesores. Entre ellas se
destaca la UNESCO y la Organización de Estados Iberoamericanos para la Educación, la
Ciencia y la Cultura (OEI), y esta última con su Programa IBERCIMA dedicado a la etapa
educativa comprendida entre los 11 y 14 años de edad. En Cuba a partir del diagnóstico del
ICCP (90-91) y la caracterización del proceso de enseñanza-aprendizaje del CEE del
ISPJEV (2000) que identificó al nivel medio como el eslabón más débil del sistema
educacional cubano y el predominio de la concepción reproductivo-pasiva de la enseñanza y
el carácter tendencial del aprendizaje activo, el Ministerio de Educación, junto a sus
instituciones educativas e investigativas, elaboraron un proyecto de cambio educativo, así
como un “modelo actuante de la escuela secundaria básica” en proceso de implementación
en la actualidad.
La tesis está centrada en la renovación de la orientación de las actividades experimentales
de las Ciencias Naturales en el nivel secundario fundamentado en varias consideraciones:
Refiriéndose al nivel secundario por representar una ruptura dentro del sistema educativo se
plantea por la UNESCO: “Desde la visión de una educación para todos, se plantea redefinir
4

el rol de dicho tramo, su estructura, la propuesta de nuevos contenidos que permitirían a los
alumnos desarrollar capacidades y habilidades para afrontar los nuevos escenarios
económicos, sociales y políticos, los cambios metodológicos de las nuevas formas de
aprender y usar el conocimiento, la redefinición del perfil docente y su formación, y el nuevo
rol que deben asumir las instituciones educativas”. (UNESCO/OREALC, 2002).
El trabajo práctico en la enseñanza y aprendizaje de las Ciencias Naturales “precisa mucha y
mejor investigación sobre el tema, que es considerado crucial por todos los que estamos
envueltos de una forma u otra en transmitir a las nuevas generaciones la herencia cultural
que denominamos ciencias”. (Barberá O; Valdés P., 1996).
Una revisión de los artículos publicados (289) durante los diez primeros años de la existencia
de la Revista Enseñanza de las Ciencias como indicador del avance de las investigaciones y
prácticas educativas en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias, reflejan la
poca representatividad de las investigaciones de las Actividades Experimentales en la
Didáctica de las Ciencias en general y sobre la física y la química en particular. A manera de
ilustración los artículos sobre la Física (25%); sobre Química (10%); sobre el tema de
prácticas de laboratorio (2%), sobre materiales y métodos en prácticas de laboratorio (11%).
(Moreira, 1994, p151-153).
Este hecho también se evidencia en Cuba, donde las tesis doctorales sobre la temática más
referenciadas son: C. Rojas (1985) sobre las prácticas de laboratorio en Química; H. Rionda
(1996) sobre la técnica semimicro en las actividades experimentales de la Química; J.
Zilbernteins (1996) sobre la enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel primario; R.
Valdés Castro (1996) sobre la utilización de las computadoras en la enseñanza de la Física
ordenador en la enseñanza de la Física; N. Valcárcel (1998) sobre la interdisciplinariedad en
la superación de los profesores de Secundaria Básica.
A partir de lo expuesto, así como de las investigaciones y experiencias docentes acumuladas
por el autor de la tesis por más de 20 años en la enseñanza de las actividades
experimentales de Física en el nivel secundario, es que se propone una renovación de las
actividades experimentales para el nivel secundario de manera que favorezca la
comprensión de la naturaleza de los conocimientos científicos y que sean capaces de
reforzar el interés y motivación de los estudiantes hacia la asignatura y la ciencia.
5

El esclarecimiento del problema nos permite definir como OBJETO DE INVESTIGACIÓN el
proceso de enseñanza-aprendizaje en la educación científica de los estudiantes y delimitar el
CAMPO DE ACCIÓN a las actividades experimentales y los métodos de las Ciencias
Naturales en el nivel secundario.
Por ello, el OBJETIVO planteado en la investigación es: DISEÑAR UNA ESTRUCTURA
DIDÁCTICA PARA LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES DE CIENCIAS NATURALES
QUE MEJORE LA COMPRENSION DE LOS CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS Y EL
INTERES POR SU ESTUDIO EN LOS ESTUDIANTES DE NIVEL SECUNDARIO.
La búsqueda de una solución alternativa al problema y objetivos planteados ha exigido la
consulta y revisión crítica de los modelos de aprendizaje propuestos en la investigación
educativa de las Ciencias centrada en sus diferentes enfoques: aprendizaje por
descubrimiento, transmisión/recepción significativa, cambio conceptual , el aprendizaje como
investigación dirigida, así como las concepciones pedagógicas histórico-culturales y de
aprendizaje desarrollador enriquecidos por las investigaciones y práctica educativa cubana.
Dado que el objetivo de la enseñanza moderna de las ciencias no es solamente transmitir
conocimientos sino también -y principalmente- formar una personalidad creadora, se asume
como posición teórica que orienta la investigación las bases pedagógicas y didácticas de la
concepción del aprendizaje desarrollador, así como las ideas del modelo de aprendizaje de
las ciencias como investigación que sirven de apoyo a la renovación de la orientación de las
actividades experimentales en la educación científica de los estudiantes para el nivel
secundario.
Fueron de gran valor para el tema los trabajos realizados en Cuba, por M. Silvestre sobre el
aprendizaje, educación y desarrollo (1985-1997), J. Zilberteins sobre el desarrollo intelectual
en las Ciencias Naturales (1994-1997); C. Rojas y G. Achiong (1985-90) acerca del
experimento físico y su papel en la función desarrolladora de la enseñanza; H. Rionda sobre
técnicas en las actividades experimentales en el nivel secundario (1996-99). Resultaron
decisivos los aportes de las investigaciones realizadas desde inicios de 1990 por el Grupo
del ISPEJV dirigido por P. Valdés Castro sobre la didáctica de la Física en el nivel
secundario.
6

La intención de involucrar a los estudiantes del nivel secundario en actividades capaces de
favorecer el conocimiento de la realidad a través de actividades experimentales diseñadas
de forma problematizadora y contextualizada, teniendo en cuenta el nivel de desarrollo
intelectual y motivacional de los mismos, así como su orientación investigadora determinó la
IDEA A DEFENDER de la tesis, consistente en:
UNA ESTRUCTURA DIDÁCTICA DE LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES BASADA
EN EL TRATAMIENTO DE SITUACIONES PROBLEMÁTICAS DEL ENTORNO
COTIDIANO Y LA SISTEMATIZACIÓN DE LA OBSERVACIÓN Y EL EXPERIMENTO
PERMITEN MEJORAR LA COMPRENSIÓN DE LOS CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS Y
EL INTERÉS HACIA EL ESTUDIO DE LAS CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL
SECUNDARIO.
Las TAREAS DE LA INVESTIGACIÓN planteadas fueron:
1. Revisión bibliográfica acerca de las tendencias actuales de la enseñanza de las ciencias
y los resultados de las investigaciones en Didáctica de las Ciencias.
2. Estudio de documentos, programas, textos y materiales sobre la enseñanza de las
Ciencias Naturales en el nivel secundario en Cuba.
3. Determinación de las bases teóricas y metodológicas para la renovación de las
actividades experimentales.
4. Modelación de la estructura didáctica de las actividades experimentales para el nivel
secundario.
5. Elaboración de guías de actividades experimentales de Física y Química para nivel
secundario.
6. Análisis de los resultados del diagnóstico preliminar de la propuesta en varias escuelas
como parte del proceso de revisión y ajuste gradual de la misma.
Los MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN utilizados fueron:
De NIVEL TEÓRICO, el histórico-lógico para el estudio de las fuentes epistemológicas,
gnoseológicas y psicopedagógicas de los modelos de aprendizaje de las Ciencias y de las
actividades experimentales, así como de las tendencias en el desarrollo de la Didáctica de
7

las Ciencias; la modelación y el método sistémico en el diseño de la estructura didáctica. Los
procedimientos de análisis-síntesis y generalización teórica para la interpretación y arribar a
conclusiones parciales y generales.
De NIVEL EMPÍRICO a través de la constatación empírica de las guías de actividades
experimentales, utilizando encuestas, pruebas pedagógicas, la técnica de. V. I. Iadov y el
test del Cuarto Excluido. El análisis documental.
De NIVEL ESTADÍSTICO: Se utilizaron métodos de estadística descriptiva en el
procesamiento de la información obtenida en las diferentes intervenciones en la práctica.
Métodos de estadística no paramétrica con la aplicación de la prueba de los rangos con
signo de Wilcoxon, prueba de Kolmogorov-Smirnov y prueba de razones o proporciones.
La NOVEDAD CIENTÍFICA de la tesis presentada está orientada a la transformación de la
práctica educativa, con una propuesta concreta y realizable de renovación de la
concepción de las actividades experimentales como aplicación enriquecedora de la
estrategia innovadora del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias en su
carácter tridimensional: conceptual, procedimental y actitudinal, en cuanto al
tratamiento de las situaciones problemáticas y la sistematización de la observación y
experimento en el nivel secundario.
Su APORTE TEÓRICO reside en la identificaron de las relaciones entre lo empírico y lo
teórico y el aprendizaje e investigación en las actividades experimentales de Ciencias
Naturales para un determinado nivel de educación, expresadas a través de una estructura
didáctica.
Los resultados obtenidos tienen una SIGNIFICACIÓN PRÁCTICA inmediata a través de:
• Diseño de un conjunto de actividades experimentales de Física y Química para
estudiantes del nivel secundario que pueden ser introducidas como parte de los
programas vigentes, y que tienen su pertinencia dentro de la actual formación integral de
los profesores de nivel medio.
8

• Adecuación del Test del Cuarto Excluido a contenidos de la Física y Química de 8vo
grado, que puede ser utilizado como instrumento de diagnóstico y/o evaluación en el
proceso de enseñanza-aprendizaje para este nivel de enseñanza.
• Propuesta de introducción de materiales de bajo costo para las actividades
experimentales, que permiten superar las limitaciones económicas actuales en el país en
cuanto a aseguramiento material y la generalización de las mismas como una de las
formas de enseñanza de las Ciencias Naturales en el nivel secundario.
En correspondencia con el diseño de la investigación, en el primer capítulo se exponen y
analizan algunas de las tendencias del proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias
Naturales a partir del desarrollo de las investigaciones y prácticas educativas de la Didáctica
de las Ciencias, de sus modelos de aprendizaje, resaltando sus experiencias fructíferas y
limitaciones válidas, sobre todo para las actividades experimentales en el nivel secundario;
todo lo cual constituye el sustento pedagógico y didáctico de la tesis.
El capítulo II esboza una renovación de las actividades experimentales orientadas hacia un
aprendizaje investigativo, precisando sus objetivos, una propuesta y fundamentación
conceptual de su estructura didáctica para el nivel secundario.
El capitulo III contiene las guías actividades experimentales de Física y Química para el nivel
secundario como una vía de concreción de la estructura didáctica y contribución en la
elaboración de alternativas metodológicas que introducen gradualmente las estrategias de
aprendizaje de las ciencias como investigación en este nivel educacional.
9

CAPITULO I
TENDENCIAS ACTUALES EN LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LAS
CIENCIAS NATURALES.
Desde hace unas décadas se ha logrado una opinión compartida acerca de la educación
como una inversión estratégica para garantizar el desarrollo de un país, lo cual adquiere
mayor prioridad en las condiciones en que el potencial humano se considera factor clave del
mismo. Así, la alfabetización científica al igual que la alfabetización básica iniciada en el siglo
pasado, se ha convertido en una urgencia, lo que la hace aparecer como una de las ocho
áreas estratégicas para la investigación científica y reconocida como condición indispensable
para el desarrollo. (UNESCO, 1994; National Research Council, 1996; UNESCO-ISCU,
1999).
Por ello, en este capítulo pretendemos esbozar algunas de las tendencias de la enseñanza-
aprendizaje de las ciencias a partir de:
• la necesidad apremiante de una cultura científica y tecnológica en la población y un
cambio de su propia concepción, dada su importancia para el desarrollo social.
• el despliegue de la educación científica en el nivel secundario en la base de diferentes
modelos de aprendizaje de las ciencias.
1.1 La concepción de la ciencia como referente epistemológico de la Didáctica de las
Ciencias.
La educación y muy concretamente la alfabetización científico-tecnológica ha de favorecer a
los análisis globalizadores y preparar a los futuros ciudadanos para la toma fundamentada y
responsable de las decisiones. “Educar acerca de estos temas y los principios científicos y
tecnológicos que subyacen en los mismos, es vital para el futuro de nuestra sociedad.
Ayudar, por tanto, a comprender y a pensar las implicaciones de la naturaleza social y
cultural de la ciencia y la tecnología es algo esencial para la educación de este siglo y el
venidero”. (Ursua, 1998, 20).
El problema de la relación entre Ciencia, Tecnología y Sociedad no es nuevo, pero las
formas particularmente contradictorias que ha alcanzado en las diversas esferas de la vida
10

social y en los diferentes regímenes sociales, desde la postguerra hasta hoy, han generado
disímiles reacciones sociales, políticas, económicas, ambientales, académicas y éticas en
todas las regiones del mundo.
Son varios los factores que subyacen al aumento de la sensibilidad social y a la exigencia de
respuestas. En el enfoque integral de los estudios sociales de la ciencia y la tecnología
concurren un gran número de disciplinas que proporcionan significativos aportes para
determinar los presupuestos teóricos de una nueva visión de ese complejo y multifacético
fenómeno social que, como forma de actividad humana, responde al nombre de
tecnociencia.
A pesar del profundo contenido social de la política y práctica científico-tecnológica de la
Revolución Cubana existen limitaciones conceptuales enraizadas en el pensamiento y la
acción de nuestros profesionales, como reflejo de la concepción tradicional o heredada de la
ciencia y la tecnología. De ahí, surge una interrogante actual y polémica ¿es adecuada la
visión que sobre ciencia y tecnología sustentan los profesionales, investigadores y sobre
todo profesores ante los retos que plantea el desarrollo en los inicios del tercer milenio?
Estrategias utilizadas con numerosos grupos de profesores en formación y en activo del nivel
medio de educación (Valdés Castro, y otros, 2002) han puesto en evidencia las
deformaciones acerca de la naturaleza de la ciencia, las cuales son trasmitidas por acción u
omisión en la enseñanza de las ciencias. Entre ellas la visión descontextualizada,
socialmente neutra de la ciencia que ignora las relaciones Ciencia, Tecnología y Sociedad.
(CTS); la concepción individualista y elitista que ignora el papel del trabajo colectivo, de los
intercambios de equipos; una visión acabada y dogmática de la ciencia que no hace
referencia a los problemas que están en el origen de la construcción de los conocimientos
científicos.
De ahí, es posible aseverar que la concepción tradicional de la ciencia no ha sido sustituida
todavía por la nueva visión que se inició con la revolución kuhniana desde la década de los
años 60, pues las bases conceptuales que sostienen sus diferentes enfoques están todavía
profundamente arraigadas. Ello constituye un obstáculo fundamental en los intentos de
renovación de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y condiciona la necesidad de
11

esclarecer, en opinión del autor, un momento relevante: el enfoque Ciencia-Tecnología-
Sociedad (CTS) y la nueva imagen de la ciencia y la tecnología que ella implica.
“La actual influencia de la ciencia y sus resultados sobre el conjunto de la sociedad, su
acelerada interacción recíproca con la tecnología y el cambiante carácter de las demandas
de la sociedad sobre una y otra, imponen a los científicos reflexionar sobre sus
interconexiones con el medio socio-económico circundante. La imposibilidad de sustraerse
de tal reflexión viene dictada tanto por consideraciones éticas como por circunstancias
apremiantes de orden económico y geopolítico... A primera vista, no se trata sino de una
intensificación multiplicada del progreso científico y tecnológico que de manera global ha
conducido, especialmente en los últimos 150 años, a una mejor comprensión de los
fenómenos naturales, así como a un notable alivio de las condiciones de vida y de trabajo del
hombre... Lo que sucede hoy, a todas luces, es que la magnitud y la velocidad del
crecimiento de los conocimientos, del impacto de sus aplicaciones y la repercusión de sus
efectos es tal, que implica una situación cualitativamente nueva”. (Clark I., 1998, 6)
A este contexto se suma la crisis teórica de la visión de la ciencia de raíz positivista que
ignora o subestima el papel de los factores sociales en el desarrollo científico-técnico. El
paradigma lógico-positivista que proyecta una imagen formalista y abstracta de la ciencia
recibió a mediados del pasado siglo una crítica severa con la obra de T.S. Kuhn “La
estructura de las revoluciones científicas” (1971), poniendo en evidencia la necesidad de
desarrollar una imagen social de la ciencia.
Resulta así, que el impulso de los estudios CTS, a partir de los años 60, ha devenido en
respuesta a los desafíos sociales e intelectuales apuntados y su misión central ha sido:
exponer una interpretación de la ciencia y la tecnología como procesos sociales, es decir,
como complejas empresas en las que los valores culturales, políticos y económicos ayudan a
configurar el proceso que, a su vez, incide sobre dichos valores y sobre la sociedad que los
mantiene. Es decir, es un intento de entender el fenómeno de ciencia y tecnología en sus
condicionantes y en sus consecuencias sociales y ambientales, de poner el énfasis en la
ciencia y la tecnología como producto social que implica valores y alberga intereses, en los
que subyace la conflictividad, por lo cual ha devenido en una agenda de investigación
académica, de política pública y de educación. Por movimiento CTS se comprende todos
aquellos esfuerzos teóricos y prácticos que desde la década de los años 60 del
12

pasado siglo se vienen realizando en diversas regiones del mundo para el estudio
interdisciplinario de las relaciones entre Ciencia, Tecnología y Sociedad.
A pesar de la diversidad de programas filosóficos, sociológicos e históricos que conforman
los estudios CTS y que se encuentran en una etapa de conceptualización y estructuración de
sus presupuestos teóricos fundamentales, existe consenso en cuanto a :
• el rechazo a la ciencia como actividad pura enfatizando la dimensión social de la misma;
• la crítica a la concepción intelectualista de la ciencia y a la concepción de la tecnología
como ciencia aplicada;
• la condena a la neutralidad científica y tecnológica y con ello a la tecnocracia.
Desde el surgimiento de los Estudios CTS uno de sus campos de investigación académica y
activismo social ha sido la educación. La educación en CTS, como campo de conocimientos
integrados que analiza la interacción de la ciencia, la tecnología y la sociedad como
conceptos y/o constituciones que afectan a nuestras propias vidas, tanto ahora como en el
futuro, es resultado del esfuerzo educativo y de investigación que enfatiza en el estudio, el
pensamiento y la toma de decisiones que conducen a un producto y a la acción social
responsable.
De acuerdo a los estudios CTS es necesario promover una nueva imagen de la ciencia y la
tecnología donde no se oculte su dimensión social, sus historias de controversia, una imagen
más humana y más realista ante la presión de un cambio tecnológico cada vez más
vertiginoso. Las culturas humanística y científico-técnica no pueden seguir aisladas, los
humanistas y los ciudadanos deben participar en la transformación tecnológica de sus vidas
y los ingenieros y científicos deben comprender el carácter ético de su actividad profesional
por el contexto social en que se desarrolla.
El significado práctico de los programas educativos CTS es promover una renovación de las
estructuras y los contenidos desde una nueva concepción de la ciencia, de una imagen
social de la ciencia y la tecnología, así como cambios metodológicos y actitudinales por parte
de los grupos sociales involucrados en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Aunque
apropiados para todos los niveles educativos, el mayor desarrollo se ha producido en la
educación superior y en la enseñanza media.
13

Se distinguen tres modalidades principales de CTS en la enseñanza de las ciencias y las
humanidades: a) CTS como añadido de materias (injertos CTS), con la complementación de
los cursos tradicionales de enseñanza de las ciencias particulares con contenidos CTS; b) La
ciencia y la tecnología vista a través de CTS o la ciencia y la tecnología con orientación CTS.
Significa reestructurar los contenidos científicos según las coordenadas CTS, a través de
disciplinas aisladas o cursos pluridisciplinares; c) CTS como añadido curricular: consiste en
completar el currículo tradicional con una materia de CTS pura, incluyendo como
subordinado al contenido científico para enriquecer la explicación (López Cerezo, 1997, 61).
La educación en CTS en el enfoque latinoamericano, surgido sobre todo en la Educación
Superior a fines de los años 80 y principios de los 90 del siglo pasado, sigue la lógica central
que se expresa en la relación ciencia-tecnología-desarrollo, fundamentado en una valoración
esencial de la ciencia y la tecnología a partir del desarrollo en las condiciones económicas,
históricas y culturales de nuestro contexto (Núñez J., 1999). Este enfoque CTS muestra la
importancia que ha adquirido la pertinencia social, es decir, la consideración de los
sociólogos y políticos en torno a que el análisis de la sociedad, sus necesidades y
características son fuentes de información principal en las intenciones educativas, sobre todo
en la determinación de los objetivos, selección de contenidos y de enfoques metodológicos,
aportando conocimientos, habilidades y valores, que permiten convertir a los estudiantes en
miembros activos y responsables ante la sociedad y ejercen su incidencia en la motivación
para el aprendizaje científico, hace más significativo el aprendizaje al evitar las rupturas entre
el mundo real y académico.
Enfatizar en el significado social y dentro de ellos el ambiental, de los conocimientos
científicos, ayuda a los estudiantes a ser críticamente conscientes de la naturaleza de la
ciencia y la tecnología como actividad socio-cultural que puede beneficiar a la sociedad en
su conjunto; desarrolla capacidades y actitudes críticas de resolución de problemas que
sirven para la acción individual y social responsable, actual y futura, convirtiéndose así en
una vía que sirve al desarrollo integral de los estudiantes.
Una breve y limitada ilustración de lo expuesto se realiza desde la propia definición general
de la ciencia. Ante la pregunta ¿Qué es la ciencia?, se responde en los siguientes términos:
14

“La ciencia es una forma de la conciencia social; constituye un sistema históricamente
formado, de conocimientos ordenados cuya veracidad se comprueba y se puntualiza
constantemente en el curso de la práctica social. La fuerza del conocimiento científico radica
en el carácter general, universal, necesario y objetivo de su veracidad” (Rosental, M. y Iudin,
P., 1981, 43). Esta definición centrada en el aspecto lógico-gnoseológico de la ciencia no la
define como lo que en la realidad es: un proceso y un resultado.
Uno de los fundadores de los estudios sociales de la ciencia John D. Bernal prefirió dar otro
tratamiento a la cuestión. “La ciencia más que la reunión de los hechos y las teorías
conocidas consiste en el descubrimiento de nuevos hechos, leyes y teorías, en su crítica y, a
menudo, en su destrucción al igual que en su construcción. No obstante, el edificio entero de
la ciencia jamás se detiene en su crecimiento”. Definió la ciencia como concepto de amplia
variación en el tiempo, conexión y categoría con multiplicidad de aspectos, con un número
de significados diferentes de acuerdo al contexto en que se utilice y la condicionalidad
histórica. La ciencia puede ser considerada: (Bernal, J, 1969, 56).
• Como una tradición acumulativa de conocimientos.
• Como método.
• Como un factor principal en el mantenimiento y desarrollo de la producción.
• Como una institución.
• Como una de las influencias más poderosas que dan forma a las creencias y actitudes
respecto al universo y al hombre.
Se coincide, al igual que otros muchos autores, con el enfoque de J. Bernal que expresa en
su definición de ciencia una mezcla de teoría y práctica y al mismo tiempo una institución con
sus propias formas ocupacionales y estructuras organizativas, una actividad con su propia
metodología, medios de comunicación y criterios de éxito, un proceso teórico de producción
de conocimientos y una parte del proceso general de desarrollo social con importantes
vínculos con la sociedad en su conjunto, influido por sus prioridades y sus valores. Se trata
de un enfoque amplio donde lo principal es estudiar su historia y contexto social, con lo cual
se abre paso a la dimensión social de la ciencia.
Este enfoque social sobre la ciencia conduce a una transformación en la propia
comprensión de la ciencia en cuanto a:
15

• La ciencia como forma especial de actividad.
• El propio conocimiento científico.
• La ciencia como cultura producto de la profesionalización e institucionalización de la
actividad científica.
• El compromiso social de la ciencia.
La ciencia, como toda actividad, supone las relaciones sujeto–sujeto, pero no el sujeto como
individuo aislado ni hombre abstracto. Se distingue esta relación por la naturaleza social del
proceso científico, por haber una concurrencia en tiempo y espacio de los sujetos y de los
medios, que interactúan en un proceso de trabajo, organizado y dirigido, orientado por los
objetivos acordados de manera conjunta en busca de los resultados. La ciencia es, ante
todo, la producción, difusión y aplicación de conocimientos, surgidos dentro del sistema total
de actividades sociales, desarrollada por hombres que contraen relaciones sociales
objetivamente condicionadas, que se forman sobre la base de las interacciones mutuas, que
adquieren con el tiempo un carácter relativamente estable (Núñez J, 1999, 23).
Al mismo tiempo entender la ciencia en el marco de la relación objeto–sujeto supone la
búsqueda de la verdad con rigor y objetividad, pero ajena a la posición cientificista,
internalista e idealista. La ciencia debe entenderse como un cuerpo de conocimientos
acumulativos, de carácter continuo y discontinuo, en constante proceso de construcción y
revisión, generados al tratar de resolver problemas, en el propio enunciado y constatación
de hipótesis y fruto de equipos de investigadores colectivos que siguen o no las líneas
establecidas por la comunidad científica.
En resumen, la concepción del conocimiento científico como un conjunto de verdades
definitivas, acabadas, cerradas, ha perdido su vigencia aunque se siga considerando como
tal en la práctica educativa. “La concepción de la ciencia como proceso en construcción,
cambiante en el marco de las teorías, dando importancia al planteamiento de problemas y a
la emisión de conjeturas, supone un cambio trascendental en el proceso de enseñanza-
aprendizaje que se sigue actualmente (Niega, J.; Cañas A., 1997, 73).
Por tanto, las características de la concepción de la ciencia para la educación científica de
los estudiantes en los momentos actuales, basado en su evolución epistemológica o
filosófica, se resumen a continuación:
16

• Un cuerpo de conocimientos que se desarrollan en el marco de unas teorías y de la propia
práctica social que dirige la investigación de los científicos.
• Unas teorías en perpetua revisión y reconstrucción, con momentos de evolución y
revolución en su desarrollo.
• Una forma de resolver problemas que concede importancia a la emisión de hipótesis y su
constatación.
• Una tarea colectiva que sigue líneas diversas de trabajos aceptados por la comunidad
científica.
• Una actividad impregnada por el momento histórico en que se desarrolla y por sus
valores.
• Una actividad sujeta a intereses sociales y particulares, objetivos y no neutros al mismo
tiempo.
La educación científica no puede apoyarse en imágenes caducas de la ciencia y la
tecnología, por lo que los estudios CTS, desde su perspectiva investigativa y educativa,
constituyen uno de los puntos de partida para la renovación de la educación científica de los
estudiantes, en cuanto a los conocimientos, lo metodológico y lo actitudinal. El autor de la
tesis considera que la educación científica de los estudiantes desde el nivel secundario debe
orientarse a introducir la nueva concepción de la ciencia y la tecnología, desde la posición
del injerto o la orientación CTS. Ello requiere la reestructuración del contenido curricular junto
con la reorientación metodológica y la preparación de los profesores.
1.2 Los modelos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
Durante varias décadas de esfuerzos innovadores manifiestos en el desarrollo de la
Didáctica de las Ciencias a nivel mundial no se ha producido una renovación efectiva de la
enseñanza-aprendizaje de las ciencias, sobre todo debido a las dificultades originadas o no
resueltas por el modelo de enseñanza-aprendizaje de transmisión recepción que sustenta la
enseñanza tradicional aún vigente en la práctica educativa.
Los estudios realizados por Laurence Viennot (1976) cuestionaban la efectividad de la
enseñanza de las ciencias en estudiantes y profesores de distintos países y niveles,
manifiesto en: no comprensión del significado de los conceptos científicos más básicos y
reiteradamente enseñados, la persistencia de ideas o errores conceptuales, no saber
17

resolver problemas, una imagen no correcta del trabajo científico, entre otras. Ello explica la
emergencia de diferentes modelos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
La absolutización de los contenidos conceptuales o los métodos de la ciencia ha originado
modelos de enseñanza-aprendizaje de las ciencias, con un gran sesgo reduccionista,
conceptual o experimentalista. Se hará un breve comentario de las ideas centrales del
aprendizaje por descubrimiento, a pesar de los abundantes estudios en torno al fracaso de
este paradigma, dado su predominio dentro de los intentos de renovación de la enseñanza
de las ciencias por más de 30 años y por su relación con las actividades experimentales,
objeto de estudio de esta tesis.
El aprendizaje por descubrimiento constituye una de las tendencias pedagógicas más
extendida en las últimas décadas del pasado siglo (años 60 y 70) en el mundo anglosajón,
reflejada en Cuba en la enseñanza de las ciencias eminentemente experimental como vía
para romper con la enseñanza libresca. La idea predominante es buscar en la metodología
científica y más concretamente en la realización de trabajos prácticos la solución a las
dificultades y actitudes negativas en el aprendizaje de las ciencias.
Sus antecedentes históricos se hallan en el movimiento de educación progresista de fines
del siglo XIX y principios del XX, con diversas manifestaciones como expresión de la
insatisfacción ante el formalismo de gran parte del contenido educativo, los métodos de
enseñanza análogos al catecismo, la no correlación del currículo con la experiencia
cotidiana, con el mundo físico y el ambiente social, entre otros.
De este movimiento inicial se desgajaron dos tendencias educativas: (extraídas de D.
Ausubel, J. Novak y otros, 1983, “Psicología educativa: un punto de vista cognoscitivo” con
algunos comentarios propios del autor de la tesis).
• “El aprendizaje inductivo e incidental con un hincapié exagerado en la experiencia directa,
inmediata y concreta y en los intereses espontáneos. Propuestas basadas en la ingenua
premisa de que la solución autónoma de problemas ocurre necesariamente con
fundamento en el razonamiento inductivo a partir de datos empíricos”. Es decir, se
trasmite la visión de la ciencia como método científico caracterizado por el rigor y
18

objetividad, olvidando el papel del pensamiento divergente y el carácter social de la
actividad científica. Una orientación eminentemente inductivista.
• “La enseñanza centrada en el alumno con insistencia en la autonomía y el descubrimiento
autónomo", opuesta a la guía o dirección en el aprendizaje y, particularmente a la
comunicación de ideas y generalizaciones por parte de los maestros.
Tanto en una como en otra se establecieron como prerrequisitos para la comprensión y el
descubrimiento significativo: la resolución de problemas, el trabajo de laboratorio y el
método científico. De ahí, la relación que guarda con la temática que se aborda en la tesis.
El aprendizaje por descubrimiento es criticado por su inductivismo extremo, la
sobrevaloración del método frente al sistema conceptual, por el carácter completamente
autónomo del proceso de aprendizaje y por la exageración o ingenuidad en cuanto a las
posibilidades de hacer ciencia en el medio escolar.
A pesar de las críticas realizadas a este modelo no podemos subvalorar sus aportes y
experiencias positivas en el mejoramiento del aprendizaje, debido a factores cognoscitivos y
motivacionales relacionados a la validez de la experiencia concreta en la asimilación de los
conocimientos científicos, la especificidad y efectividad de los métodos científicos en el
proceso de enseñanza-aprendizaje y el reconocimiento de que el proceso de conocimiento
exige que el mundo sea filtrado por el aparato sensorial y la estructura cognoscitiva de cada
estudiante.
El aprendizaje por descubrimiento, en opinión del autor, revitaliza el contenido de la ciencia
como sistema procedimental que debe tener su manifestación en la concepción y
estructuración del proceso de enseñanza-aprendizaje y constituyó un intento de renovación
de la enseñanza de las ciencias, una ruptura con los modelos de transmisión-recepción de
conceptos acabados e inició un proceso de aproximación de los procesos de enseñanza-
aprendizaje y sus métodos a la actividad científica y generar así una actitud positiva ante la
ciencia y su aprendizaje.
Si bien la crítica al aprendizaje por descubrimiento fundamentada en la falta de capacidad
en los alumnos para descubrir autónomamente es justa, la enseñanza-aprendizaje por
19

transmisión de conocimientos elaborados (o asimilación de conceptos) concibe las prácticas
de laboratorio como simple ilustración y manipulación de recetas y la resolución de
problemas como la comprensión de soluciones explicadas por el profesor como ejercicio de
aplicación de la teoría o de problemas ya resueltos.
El tránsito hacia un nuevo modelo de enseñanza-aprendizaje tiene sus inicios en la segunda
mitad del siglo XX, con su énfasis central en la asimilación significativa de los contenidos de
la ciencia, basada en la actividad compleja organizadora de los alumnos bajo la orientación
del profesor. En este marco de referencia es que aparece, desde fines de los años 70, una
amplia investigación en la Didáctica de las Ciencias que hace hincapié en el papel del que
aprende.
El cambio conceptual surgió ante la persistencia de las ideas espontáneas
(preconcepciones, concepciones pre-científicas, concepciones alternativas) previo al
aprendizaje escolar y como alternativa tanto a la enseñanza por transmisión como a la
enseñanza por descubrimiento. Ello explica el crecimiento exponencial de las investigaciones
sobre concepciones alternativas que mostraban rápidos resultados académicos, reflejados
en una abundante literatura y abarcando todos los campos de la ciencia: Mecánica, Calor,
Electricidad, Óptica por orden de persistencia, Biología, Geología y Química. (Moreira, 1994,
151-153).
Aunque el interés por las preconcepciones en la Didáctica de las Ciencias es reciente, sus
antecedentes se encuentran en Bachelard (1938) “se conoce contra un conocimiento
anterior“; en J. Piaget (1971) en el rastreo de origen psicológico de las nociones hasta sus
estadios pre-científicos; en L. Vigosvsky (1973) en la “prehistoria del aprendizaje” y en D.
Ausubel (1979) con la reducción de la psicología educativa a un solo principio ”averíguese lo
que el alumno sabe y enséñesele consecuentemente“. (En Gil Pérez, 1993, 39).
Las investigaciones del psicólogo y epistemólogo suizo J. Piaget sirven de fundamento a
esta concepción del aprendizaje entendido como proceso de construcción interno, activo e
individual teniendo en cuenta las estructuras mentales del que aprende. El desarrollo
cognitivo supone la adquisición de estructuras mentales cada vez más complejas,
estructuras que se van adquiriendo evolutivamente en sucesivas fases caracterizadas por un
20

nivel determinado de desarrollo intelectual, que se definieron de la siguiente forma: (Piaget,
1987)
1. La etapa sensomotriz desde el nacimiento hasta aproximadamente los 2 años.
2. La etapa del pensamiento psico-operatorio o intuitivo aproximadamente hasta los 7-8
años.
3. La etapa de las operaciones lógico-concretas: aproximadamente hasta los 11-12 años.
4. La etapa de las operaciones matemático-formales; cuya construcción de desarrollo se
realiza aproximadamente entre los 12-15 años.
Así, si el estudiante en la primaria interpreta la realidad a través de las relaciones de
comparación y clasificación a partir de hechos observables y figurativos, en la adolescencia
se empieza a razonar de forma más racional y abstracta, por lo que las habilidades
intelectuales que requieren el aprendizaje estarán condicionadas por lo que es capaz de
aprender el estudiante y el tipo de tareas que puede resolver. Los objetivos y contenidos del
proceso de enseñanza-aprendizaje deben ajustarse a la estructura cognitiva de éstos.
La teoría de D. Ausubel (1983) intenta la construcción de una teoría del aprendizaje escolar
centrado en el concepto de “aprendizaje significativo” en el sentido de que para la
adquisición de nuevos conocimientos es indispensable que éstos conecten con las ideas
previas que ya poseen los estudiantes.
Como afirma el propio Ausubel en la conversión de la transmisión de conocimiento en una
asimilación significativa para los estudiantes se exige al menos el carácter activo del proceso
de enseñanza-aprendizaje, mientras más activo sea este proceso, más significativos y útiles
serán los conceptos asimilados. Esta es una condición necesaria, pero no suficiente, pues
resultarán significativos los conocimientos si responden a problemas que al menos creen
desafíos cognitivos e intereses en su solución en el estudiante.
En su modelo didáctico de transmisión-recepción significativa, define tres condiciones
básicas para el aprendizaje significativo: la estructuración lógica de los materiales con una
jerarquía conceptual; la organización del proceso de enseñanza-aprendizaje respetando la
estructura psicológica del alumno y la motivación de los estudiantes, manifiesta en
disposición y actitud para el aprendizaje. Su aportación estuvo dada en la fundamentación
21

teórica y perfeccionamiento del modelo de enseñanza-aprendizaje por transmisión-recepción
que sigue siendo hoy mayoritariamente utilizado, aunque no logró resolver la ineficacia de
las estrategias de transmisión de conocimientos
Para la tesis que se presenta esta comprensión de lo significativo resulta de mucho interés,
por cuanto abarca tanto la estructura cognitivo-instrumental como afectivo- motivacional en el
proceso de aprendizaje de los estudiantes, aspecto de vital importancia para la
determinación de estrategias o estructuras didácticas sobre el cómo aprender.
Los resultados de las investigaciones recientes sobre esquemas conceptuales alternativos,
así como las contribuciones precedentes referidas, generaron propuestas de enseñanza
basados en el modelo constructivista de aprendizaje de las ciencias como cambio
conceptual, fundamentado en el paralelismo existente entre el desarrollo conceptual de un
individuo y la evolución histórica de los conocimientos científicos (Posner, Strike, Hewson y
Gerzon, 1982). Según ellos, el aprendizaje significativo de las ciencias constituye una
actividad racional semejante a la investigación científica y sus resultados: el cambio
conceptual.
Según Driver (1986, 9) las principales características de esta visión constructivista son:
Lo que hay en el cerebro del que va a aprender tiene importancia.
Encontrar sentido supone establecer relaciones: los conocimientos que pueden
conservarse permanentemente en la memoria son aquellos bien estructurados y que se
relacionan de múltiples formas.
Quien aprende construye activamente significados.
Los estudiantes son responsables de su propio aprendizaje.
La mayoría de los estudios realizados coinciden en la siguiente caracterización de esos
conocimientos previos:
Están dotados de cierta coherencia interna, son comunes a estudiantes de diferentes
medios y edades, tienen cierta semejanza con concepciones que estuvieron vigentes en
la historia del pensamiento y son persistentes.
22

Son fruto de las “evidencias de sentido común” de los niños en sus experiencias con
fenómenos físicos como sociales, de ahí su carácter reiterado.
Es fruto de un pensamiento precientífico consistente en sacar conclusiones a partir de
observaciones cualitativas no controladas, de extrapolar “evidencias”, aceptación acrítica
de lo que parece evidente.
Los conocimientos precientíficos, son fruto de la epistemología espontánea, basada en las
experiencias cotidianas en un cierto medio cultural.
Las diferentes estrategias didácticas para provocar cambios conceptuales, tienen como
punto común: que las ideas de los alumnos se ponen en cuestionamiento creando conflictos
cognitivos que produzcan insatisfacción y permitan asimilar nuevas ideas científicas. Por ello,
se coincide en la tesis con la posición de los autores más difundidos en Iberoamérica (D. Gil,
Carrascosa, Furió, Martínez-Torregrosa y Valdés Castro P.) que afirman que una estrategia
de innovación radical de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias, sobre todo en el nivel
medio, no puede limitarse a los conocimientos para el cambio conceptual.
La visión deformada del trabajo científico constituye una de causas más importantes de la
falta de efectividad de las estrategias de aprendizaje de las ciencias, lo cual está asociado a
un cambio metodológico que permita la aproximación de la actividad de los estudiantes a lo
que constituye una investigación, como vía para superar los esquemas conceptuales
alternativos.
La construcción del conocimiento científico precisa no sólo de cambios conceptuales, sino
también de cambios metodológicos y axiológicos, lo que supone que los alumnos aborden
los problemas con procedimientos científicos y actitudes reflexivas y creativas. De ahí que
sus investigaciones hayan devenido en críticas a las estrategias de enseñanza basadas en
el cambio conceptual y hacia la propuesta de una estrategia de aprendizaje de las ciencias
como investigación dirigida (o modelo de resolución de problemas como investigación) que
provoca actividades explícitas que asocian el cambio conceptual con la práctica de aspectos
claves de la metodología científica y el interés y motivación hacia el estudio de la ciencia.
Las razones que fundamentan la necesidad del aprendizaje como investigación en las
Ciencias Naturales son: (Valdés Castro, P. y R., 1998)
23

1) Porque el objetivo fundamental de la educación es reproducir en las nuevas generaciones
lo mejor de la experiencia histórico-social de la humanidad, uno de cuyos elementos
principales es la experiencia de la actividad investigadora.
2) Por la importancia que la actividad científico-investigadora ha adquirido en la actualidad
abarcando casi todas las esferas de la vida social.
3) Porque constituye la vía idónea para la elaboración de conceptos y reestructuración de las
preconcepciones y para el desarrollo de una actitud científica y la motivación de los
estudiantes por el aprendizaje
En opinión del autor de la tesis, esta estrategia de aprendizaje se califica de constructivista
en el sentido de que contempla la participación efectiva de los alumnos en la construcción de
sus conocimientos. Los pilares centrales que sustentan el modelo de aprendizaje como
investigación es que los alumnos pueden construir y afianzar conocimientos, al tiempo que
se familiarizan con las características básicas del trabajo científico y adquieren un interés
crítico por las ciencias y sus repercusiones. Se trata de favorecer en el aula un trabajo
colectivo de investigación dirigida, tan alejado del descubrimiento autónomo como de la
transmisión de conocimientos ya elaborados. Por ello, se sostiene que las ideas básicas que
subyacen en el modelo didáctico de aprendizaje como investigación dirigida lo diferencia de
otros enfoques constructivistas y al mismo tiempo sirven como punto de convergencia con la
concepción desarrolladora del aprendizaje predominante en la didáctica de las ciencias en
Cuba.
Esta estrategia no intenta que los estudiantes construyan por sí solos los conocimientos, sino
en organizar el aprendizaje como una actividad de construcción de conocimientos,
semejante a una investigación, en dominios conocidos por el profesor, durante la cual
pueden familiarizarse mínimamente con lo que es el trabajo científico y sus resultados. Es un
trabajo colectivo de investigación, no sólo porque se realiza en pequeños grupos sino
también por la interacción intergrupos y de la participación del profesor como el portavoz de
la comunidad científica.
El fin de la actividad investigativa es la solución de un problema de interés y el cambio
conceptual adquiere un carácter instrumental, un resultado más de todo el proceso de
24

aprendizaje. Se enfatiza en el aspecto metodológico y actitudinal, además del conceptual en
el proceso de construcción del conocimiento científico. Facilita la adquisición significativa de
conocimiento e impregna al trabajo de los estudiantes el interés de una actividad más
abierta, creativa y contextualizada.
En este sentido se impone una nueva apreciación, fundamental por su significado
gnoseológico: el papel activo de las estructuras del sujeto en la génesis del conocimiento, el
cual constituye uno de los fundamentos, gnoseológicos, a partir del cual se concibe la
construcción del conocimiento científico y el acercamiento de los estudiantes a la actividad
científico-investigativa en la presente tesis. En el proceso del conocimiento se produce una
interacción dialéctica entre el conocimiento acumulado por los estudiantes y los hábitos,
habilidades y capacidades desarrolladas, así como las creencias, valores y actitudes en la
adquisición de nuevos conocimientos.
El marco de referencia psicológica del modelo del aprendizaje de las ciencias como
investigación dirigida es enriquecido con el estudio de la escuela soviética, sobre todo de
L.S. Vigostky (1979), quien desarrolla dos ideas esenciales desde el punto de vista del autor
de esta tesis:
1) la importancia de distinguir lo que el alumno es capaz de hacer y aprender por sí solo, lo
que tiene que ver con su nivel de desarrollo y lo que es capaz, con ayuda de otro, en la
Zona de Desarrollo Próxima (ZDP) o potencial, con lo que se atribuye un papel
significativo al profesor en el aprendizaje. El concepto de “zona de desarrollo próximo” es
importante dada la incidencia de la acción del profesor y del propio grupo en las
estructuras mentales, desarrollando capacidades para la construcción de conocimientos
más complejos en el aprendizaje.
2) que el desarrollo psíquico transcurre como una interiorización progresiva de las
adquisiciones que se logran a través de la interacción social. Es decir, el entorno social
como elemento consustancial del proceso de aprendizaje a partir de la ley general de la
formación y desarrollo de la psiquis humana formulada por éste. “En el desarrollo cultural
del niño toda función aparece dos veces: primero, entre personas (de manera
interpsicológica), y después en el interior del propio niño (de manera intrapsicológica)...
25

Todas las funciones psicológicas superiores se originan como relaciones entre los seres
humanos”. (Vigotvky, L.S., 1979, 94).
Así mismo, la introducción de la práctica socio-histórica en la teoría del conocimiento, como
originalidad de la gnoseología marxista, implica la explicación genética no solamente del
contenido sino de las formas del conocimiento, de las estructuras y actividades del sujeto
que interviene en la elaboración de los conocimientos. El carácter eminentemente social de
la actividad reside en que se desarrolla en el sistema de relaciones de la sociedad, al
transformar y conocer el mundo se establecen relaciones sociales entre los hombres.
(Leontiev A. N., 1981).
El principio básico reside en la vinculación entre lo natural y lo social, lo interno y lo externo.
La construcción del conocimiento en este caso rebasa el carácter individual ya que las
interacciones con el profesor, con el grupo de estudiantes y el propio medio a través de su
propia actividad contribuyen al mayor desarrollo cognitivo del alumno, lo cual concede mayor
relevancia a las estrategias y acciones didácticas para el aprendizaje.
La orientación investigativa del proceso de enseñaza-aprendizaje de las Ciencias Naturales
en Cuba en el nivel medio tiene uno de sus antecedentes en las propias investigaciones de
C. Rojas y G. Achiong (1985; 1990) cuando al abordar el desarrollo de la actividad
independiente de los estudiantes en las Prácticas de Laboratorio de Química establece una
relación de dependencia con el enfoque metodológico, ilustrativo o investigativo, del
experimento docente. “El enfoque investigativo plantea la necesidad de buscar las posibles
vías de solución de una situación experimental problema y su realización práctica... ejerce
una extraordinaria influencia en el desarrollo del pensamiento científico necesario para el
desarrollo de la independencia cognoscitiva y de la creatividad de los estudiantes”. (Rojas C,
1985, 47). Es decir, reconoce en el enfoque investigativo, con la actividad e independencia
del estudiante, una vía de despliegue de la capacidad intelectual. Lamentablemente, como
señala el propio C. Rojas esto no tuvo lugar en la práctica educativa por particularidades
organizativas del proceso docente, limitaciones de tiempo del currículo e insuficiencias en los
textos disponibles.
Otro antecedente lo constituyen los resultados de las investigaciones realizadas en las
Ciencias Naturales en el nivel primario por M. Silvestre; J. Zilberteins y R. Portela (1999) que
26

proponen una serie de procedimientos didácticos y técnicas, que sustentado en el enfoque
histórico-cultural, promueven el desarrollo intelectual y la motivación por el aprendizaje en los
estudiantes.
En la tesis se asume el concepto de aprendizaje desarrollador como “un proceso de
apropiación de la experiencia histórico-social de la humanidad, expresada en el contenido de
enseñanza, en el que el alumno participa activa y conscientemente, con la dirección del
maestro o profesor, apropiándose de conocimientos y habilidades, así como procedimientos
para actuar, en interacción y comunicación con los otros, que favorece que formación de
valores, sentimientos y normas de conducta”. (Zilbnerteins, J, 2000, 24). Así como la
interacción dialéctica entre las tres dimensiones básicas de los procesos del aprendizaje
desarrollador: la activación referida a la actividad intelectual productivo, la significabilidad en
sus dos subsistemas y la motivación por aprender, concebidos por el grupo de investigación
educativa del ISPEJV. (CEE, 2001).
En correspondencia con ello, se adoptan algunas de las exigencias que se sitúan por estos
autores como principios: aprendizaje a partir de búsqueda de conocimiento que propicie el
pensamiento reflexivo; fortalecimiento de la observación, la experimentación como el vínculo
entre la teoría y la práctica, promover la unidad entre la actividad colectiva e individual y el
desarrollo intelectual de habilidades generales como análisis, comparación, generalización y
abstracción, así como el planteamiento de problemas y suposiciones.
Como especificidad de las exigencias didácticas se incorpora la orientación investigadora de
la actividad de aprendizaje por la vía inductiva deductiva de construcción del conocimiento
científico, basado en la interacción de lo empírico y lo teórico, aunque con cierto predominio
del primero teniendo en cuenta las instrumentaciones intelectuales de los estudiantes en
este tramo educacional.
Las investigaciones iniciadas de los primeros años de 1990 en Cuba en la Didáctica de
Física en el nivel medio, cuyos resultados se han introducido, primero de manera gradual
como parte del proceso y revisión ajuste permanente de los mismos desde el curso escolar
1997-98 y generalizados en el curso escolar 2002-2003, constituyen un enriquecimiento de
la orientación investigadora del aprendizaje de las ciencias en sus tres dimensiones:
cognitiva, procedimental y actitudinal desde el punto de vista teórico con los requerimientos
27

de la nueva visión de la ciencia y de la actividad investigadora contemporánea (Valdés
Castro y otros, 2002).
Resaltan en su propuesta desde el punto de vista teórico: la conceptualización de la ciencia
como actividad sociocultural; desde el punto de vista didáctico: la identificación de los rasgos
distintivos de la actividad investigadora creativa contemporánea y las características
esenciales para su organización en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física en el
nivel secundario. Resaltan en sus propuestas metodológicas: las situaciones problemáticas
abiertas, la investigación colectiva, el análisis cualitativo significativo, la valoración individual
y social, las cualidades intelectuales de los estudiantes investigadores y los valores y
actitudes de éstos, sobre todo la responsabilidad y el compromiso personal y colectivo, con
la objetividad y la sociedad.
En resumen, las ideas del modelo de aprendizaje de las ciencias como investigación
planteadas sirven de apoyo a los efectos de reconceptualizar las actividades experimentales
en la educación científica de los estudiantes para el nivel secundario sobre las bases
pedagógicas y didácticas de una concepción de aprendizaje desarrollador.
1.3 Una aproximación al desarrollo de la enseñanza de las Ciencias Naturales en el
nivel secundario en Cuba.
Un breve recorrido por el desarrollo de la Enseñanza de las Ciencias Naturales (referido a
Física y Química), los resultados de la investigación educativa y las experiencias
acumuladas en la educación general permitirán un acercamiento a las concepciones
didácticas predominantes en Cuba, como vía de contextualización de la temática abordada y
de la propuesta que se presenta en la tesis.
La revisión documental sobre los resultados de investigaciones realizadas por el ICCP,
documentos rectores del ministerio, textos y orientaciones metodológicas para las
demostraciones y trabajos de laboratorio de Física y Química en la enseñanza media, el
análisis de los informes de inspección de la disciplina de Física efectuada por el ICCP en los
años 1975–2000, los informes de balance metodológico de la carrera y departamento de
Licenciatura en Educación de la Especialidad de Física, las publicaciones de libros, artículos
científicos, entre otros documentos, así como la vivencia del aspirante como coautor de
28

algunos de los materiales y profesor de dicha disciplina, le permitió realizar una
caracterización de cómo se ha utilizado el experimento docente en sus diferentes variantes
(experimento demostrativo, trabajo de laboratorio, prácticas independientes y trabajos
experimentales extraclase), como forma organizativa de la enseñanza de las Ciencias
Naturales en el nivel secundario, utilizando como etapas la propia periodización del
perfeccionamiento continuo del sistema nacional de educación.
ETAPA 1960–1975.
Con el comienzo del desarrollo educacional en Cuba al triunfo de la Revolución centrado en
la extensión de los servicios educacionales a toda la población, la enseñanza de las ciencias
a través de los experimentos fueron realizados de forma espontánea y aislada, a pesar de
los esfuerzos realizados con los programas de formación de maestros emergentes que
incluían materiales, separatas e impresiones ligeras que orientaban la enseñanza de las
Ciencias Naturales. En la educación media el déficit de profesores, la baja preparación de los
que existían y la escasez en los dispositivos y materiales no permitieron un desarrollo
apoyado en la enseñanza experimental.
ETAPA 1975-1989
No es hasta los años 60 que con el asesoramiento de los ex-países socialistas y las
dotaciones para la creación de laboratorios para las diferentes disciplinas de Ciencias
Naturales de la enseñanza media, con el perfeccionamiento del sistema educacional de
1975, las asignaturas de ciencias adquieren un carácter experimental, aunque vale decir que
se realizaba para la fase motivacional de las clases y específicamente vinculado a la
experimentación de tipo demostrativa. Prevalecía la orientación hacia la transmisión de
información con un carácter enciclopédico y fuerte tendencia al conocimiento teórico, lo que
condujo dentro de la misma etapa a cierta tendencia por reducir el volumen de información y
precisar algunas habilidades a desarrollar.
Se inicia la formación de los docentes para la enseñanza problémica, muy cercana al modelo
de la escuela pedagógica soviética, donde el experimento se empleaba como demostración
o comprobación de hipótesis por parte de los estudiantes.
29

La individualización de la experimentación en los primeros años fue característica en su
utilización en la enseñanza de la Física, a pesar de que existían también actividades
conjuntas o grupales para la realización de tales actividades docentes.
Comienza un desarrollo acelerado del empleo de la experimentación con el apoyo de
materiales de carácter metodológico que en un inicio estaban en un único documento pero a
medida que se amplió su difusión se elaboraron documentos específicos, como las
Orientaciones Metodológicas Generales de las asignaturas y las Orientaciones
Metodológicas para las demostraciones y trabajos metodológicos.
En el plano didáctico aparecen metodologías, procedimientos y requisitos para la utilización
de los experimentos y su clasificación en: demostrativos, como apoyo al profesor, los
trabajos de laboratorios dedicados a la confirmación de la teoría y también a cómo llegar a
ella a través de la realización de prácticas independientes.
En esta etapa se va conformando un grupo de autores cubanos en el nivel medio entre los
que se destacan Juan Núñez Viera, Pablo Valdés Castro, Miguel Ferrer, Jorge Fiallo,
Roberto Legón, Olga Castro Escarrá, José L. Hernández Báez, José Colado, C. Sifredo
Barrios y los especialistas extranjeros V. Razumovski, entre otros.
Correspondiendo con la tendencia a desarrollar la independencia en los estudiantes (Rojas
C., 1985) aparece reforzada la orientación de actividades experimentales extraclases y
extradocentes tales como: tareas investigativas para la casa, círculos de interés y cursos
facultativos.
Se considera oportuno señalar, en el incremento de la existencia de materiales sobre el tema
de la enseñanza por experimentos y los fundamentos teóricos y metodológicos para su
realización, la gran importancia del Physical Science Study Committee (PSSC) en la
profundización y ampliación de estos sustentos y el Manual de la UNESCO para la
Enseñanza de las Ciencias de la UNESCO (1973).
Resalta la labor institucional paralela de los Institutos Superiores Pedagógicos y de los
Institutos de Perfeccionamiento Educacional (IPE) en todo el proceso de formación,
30

asesoramiento y seguimiento del cambio educativo que se generaba en esta década en
cuanto a la enseñanza problémica y experimental.
También se dieron los primeros pasos en la introducción de tableros inteligentes en la
enseñanza y en especial en los experimentos escolares, en unos casos como herramienta
para introducir los datos, elaborar gráficas e informes y aunque en menor medida se utilizaba
para la simulación, modelos de experimentos o aplicaciones específicas.
Resumiendo, las características más significativas de las actividades experimentales en esta
etapa fueron:
• La clasificación de las actividades experimentales como formas de enseñanza para el
nivel medio y medio superior.
• La introducción de la enseñanza problémica.
• El empleo del experimento como demostración o comprobación de hipótesis por parte de
los estudiantes.
• La individualización de la experimentación.
• Un desarrollo acelerado del empleo de la experimentación con el apoyo de materiales de
carácter metodológico.
• La aparición de las Prácticas de Laboratorio como un tipo específico de clases.
• La incorporación de actividades experimentales extraclases y extradocentes tales como:
tareas investigativas para la casa, círculos de interés y cursos facultativos, entre otros,
como vía de desarrollar la actividad independiente de los estudiantes.
ETAPA 1989-actual.
El cambio en el orden económico y sociocultural cubano, en su interacción con el contexto
mundial y las tendencias del desarrollo científico-tecnológico y su impacto educacional, se
expresa en nuevas valoraciones que sustentan un nuevo perfeccionamiento en la educación.
Los cambios curriculares principales fueron:
Reducción del volumen de información en la enseñanza de la Física y la Química para
la educación media y la aparición de un grupo de separatas para unificar los programas
de 7mo. y 8vo. Grados y de 8vo. y 9no. Grados en las secundarias básicas, que en
31

muchos casos desestimaban el valor de la enseñanza experimental, reduciendo la
cantidad de experimentos demostrativos y las prácticas de laboratorio que venían
realizándose con anterioridad.
Ante la escasez de materiales y dotación para la experimentación, se incorporan
experimentos escolares sencillos que emplean materiales de desecho, en tal sentido se
da un impulso al movimiento de innovadores educacionales vinculados a la sustitución de
dispositivos técnicos y materiales.
Se promueven actividades de carácter experimental para evaluar el desarrollo de
habilidades en los alumnos de concursos.
Se observa un incremento de actividades experimentales extraclases y extradocentes en
donde se vinculan varias asignaturas o con los centros de la producción y los servicios del
contexto donde se encuentran enclavados los centros educacionales de las secundarias
básicas.
Se amplía la utilización de la estructura en grupos a partir de situaciones problemáticas
que se nos presentan a diario en la vida cotidiana.
Se adecuan los contenidos a las peculiaridades de la asimilación y posibilidades
cognoscitivas de los estudiantes.
En resumen, la descripción de las características en las diferentes etapas reseñadas nos
permiten inferir que la renovación curricular en la búsqueda de solución a problemas en la
educación cubana en la Enseñanza de la Ciencias Naturales ha tenido mucho de
construcción compartida, basada en la referencia de espacios externos como los antiguos
países socialistas de Europa; el avance de la Didáctica de las Ciencias a nivel mundial y las
ideas innovadoras resultado de investigaciones educativas desarrolladas a partir de una
concepción desarrolladora de la enseñanza-aprendizaje en el contexto nacional.
En este último sentido resaltan las investigaciones sobre el desarrollo intelectual en las
Ciencias Naturales de J. Zilbertein (1991-1997); sobre el aprendizaje, educación y desarrollo,
sobre todo en el nivel primario, de M. Silvestre Oramas (1985-2001); R. Portela (1999) sobre
didáctica integradora de las ciencias; J. Fiallo (1988 y 1990); C. Rojas Arce y G. Achiong
(1985-1990) acerca del experimento químico y su papel en la función desarrolladora de la
enseñanza sobre todo en el nivel superior; R. Valledor Esterill (1990) que profundiza en el
experimento químico en la formación de habilidades; J. Núñez Viera sobre los laboratorios
físicos en el nivel medio (1984-1987) basado en la experiencia práctica y de dirección; C S.
32

Barrios en la resolución de problemas físicos en el bachillerato; (1987-2002); H. Rionda
Sánchez (1996) sobre técnica semimicro en actividades experimentales en el nivel medio y
Valcarcel N.(1998) sobre interdisciplinareidad en la superación de los profesores de Ciencias
de Secundaria Básica. El grupo de la Facultad de Ciencias sobre las transformaciones de la
Física Elemental en el nivel secundario integrado por: P. Valdés Castro con una altísima
producción científica; R. Valdés Castro con una tesis doctoral sobre la introducción del
ordenador en la resolución de problemas físicos; Molto Gil con cuestiones de didáctica
general y particular de la Física; Fundora Lliteras; Pedroso Camejo y Pérez Zulema, estos
últimos con tesis de maestrías. (1995-2001).
Como concreción de las propias tendencias en el proceso de consolidación en el campo de
la Didáctica de las Ciencias Naturales tanto a nivel mundial como nacional, en las políticas
del sistema nacional de educación en Cuba se han definido determinadas direcciones
metodológicas a partir del curso 1999-2000 que tienen como finalidad la optimización del
proceso de enseñanza-aprendizaje como parte del carácter continuo del perfeccionamiento,
enfatizando en el nivel secundario, que a continuación relaciono: (Barrios C.S., 2000)
• Disminución del volumen de conocimientos específicos y habilidades particulares con el
objetivo de asegurar el desarrollo de las actividades de análisis de la significación social
de los contenidos estudiados
• El trabajo experimental está centrado en la utilización de los experimentos como una vía
en la solución de problemas y no como la contemplación aparente del cumplimiento de
las leyes y principios.
• La resolución de problemas como centro de la concepción metodológica para el
desarrollo de las Ciencias Naturales definidas en el diseño curricular, como parte
intrínseca del sistema de actividades que guiará el trabajo de los alumnos, enfatizando
en la formación de valores relacionados con la preservación del medio ambiente, espíritu
crítico, colectivismo, el rigor, la flexibilidad intelectual, la promoción del interés por la
ciencia sobre la base de la significación para el desarrollo cultural y la preparación
científica y tecnológica en particular, la formación del aparato conceptual basado en la
introducción de la generalización, sistematización, consolidación de conceptos, leyes y
teorías, de desarrollo de habilidades teóricas e intelectual, de pensamiento lógico y la
creatividad para el trabajo científico, el desarrollo de formas de expresión oral y escrita, y
la vinculación del contenido con la práctica social.
33

• La visión de la ciencia como actividad sociocultural por lo que su aprendizaje no puede
reducirse al sistema de conocimientos y habilidades específicas, sino que constituye
objeto específico de aprendizaje, las implicaciones de las ciencias para la tecnología y la
sociedad, experiencias en la actividad investigadora, determinadas actitudes y valores.
• La vinculación con la vida cotidiana entendida como la necesidad del abordaje de
temáticas que expliquen fenómenos y funcionamiento de dispositivo técnicos.
• La evaluación tendrá un carácter sistémico que abarque informes escritos, expresiones
orales, discusiones en la solución de problemas, trabajos de laboratorio, búsqueda de
información, etc.
• En particular con relación al trabajo experimental en el proceso de enseñanza-
aprendizaje de las Ciencias Naturales se reconoce su importancia, con un nuevo enfoque
e implementación metodológica que se destaca por: la experimentación centrada en la
solución de problemas, las actividades experimentales como parte del aprendizaje de los
contenidos conceptuales, la integración de las prácticas de laboratorio con otras formas
del trabajo experimental, la utilización de múltiples formas del experimento docente, la
planificación de las fases del método experimental, los experimentos como factor de
motivación y de relación de la ciencia con la vida cotidiana, el experimento ligado al
equipamiento de bajo costo.
En el marco de la tercera etapa del perfeccionamiento se realizó un profundo y amplio
diagnóstico del sistema nacional de educación por el ICCP, que identifica al nivel secundario
como el eslabón más débil del sistema educacional cubano por no corresponder estructural y
funcionalmente a las necesidades y exigencias de los años 90. Los cambios propuestos
afectan las concepciones educativas, sus medios y recursos. (ICCP, 1998). Como aspectos
más acuciantes resaltan:
1) El proceso de enseñanza-aprendizaje se centra en el profesor.
2) Los contenidos carecen de pertinencia y significatividad social e individual.
3) El proceso de aprendizaje tiene un carácter eminentemente reproductivo-pasivo,
tradicionalista y esquemático.
4) El aprendizaje de sentimientos, actitudes y valores se realiza en lo fundamental fuera de
la escuela.
34

El hecho de que el nivel secundario sea el eslabón más débil se corresponde, en opinión del
autor de la tesis, con el hecho de que las investigaciones educativas más importantes en el
área de las Ciencias Naturales, aunque resultan aportes al desarrollo de la didáctica de estas
ciencias en general, se han originado sobre todo en los restantes tramos de la educación
general. Así sucede con los diagnósticos anteriores, los proyectos de investigación
internacionales y las propias tesis doctorales.
Lo expuesto sobre el contexto socio-educativo en que se enmarca la tesis ofrece elementos
que explican por qué la propuesta didáctica está dirigida a las secundarias básicas; la
necesidad de la investigación de las actividades experimentales dada su significación para la
educación científica y las insuficiencias que se plantean en la práctica educativa; la
importancia del diseño, elaboración e introducción de materiales didácticos como vía de
reducir la brecha entre las concepciones y currículos educativos vigentes y la práctica
escolar.
35

CAPÍTULO II
ESTRUCTURA DIDÁCTICA DE LAS ACTIVIDADES EXPERIMENTALES DE CIENCIAS
NATURALES PARA EL NIVEL SECUNDARIO.
La revisión crítica de las prácticas y trabajo de laboratorio realizada, por Paya, J. (1991); D.
Hodson (1994); R. Portela (1999, 2002), C. Rojas (1985, 1988, 1990), H. Rionda (1996), J.
Núñez Viera (1984, 1999, 2000), así como las propuestas de D. Gil, P. Valdés Castro, R.
Valdés Castro (1992, 1995, 1996, 1999, 2002) basadas en la nueva concepción de
aprendizaje de las ciencias que integra lo conceptual, lo metodológico y lo actitudinal,
constituyen el fundamento teórico y metodológico para el diseño de alternativas educativas
en cuanto a las actividades experimentales de las Ciencias Naturales para el nivel medio que
se presenta en la tesis. Este diseño comprende dos partes: renovación de la orientación de
las actividades experimentales y el modelo de estructuración didáctica de las mismas.
2.1 Renovación de la concepción de las actividades experimentales.
El esclarecimiento de la definición operacional de actividades experimentales constituye un
ejercicio necesario por cuanto en la enseñanza de las Ciencias Naturales se utilizan de
manera indistinta, en textos, artículos y diferentes materiales impresos como en la propia
comunicación verbal de investigadores, profesores, estudiantes y políticos, los términos de
"prácticas de laboratorio", "trabajo experimental", "actividades prácticas", “experimento”,
entre otros, para designar un mismo tipo de actividad docente.
En los trabajos de C. Rojas (1985 y 1990) se mencionan actividades experimentales,
experimento docente y prácticas de laboratorio. Las actividades experimentales como un
componente esencial de las asignaturas de Ciencias Naturales en la educación media y
superior y el experimento docente como la forma de organización de las mismas en la
educación media y su tres tipos básicos: demostraciones, experimento de clases y prácticas
de laboratorio. Las diferencias están dadas por la función del profesor y el estudiante en la
clase y el nivel de la actividad independiente de este último. Hace alusión explícita a las
actividades experimentales con enfoque investigativo a lo largo del programa y en
correspondencia con el desarrollo de los niveles de independencia cognoscitiva de los
estudiantes. “En las actividades de carácter experimental se procura que los alumnos
asimilen el mayor volumen posible de conocimientos, sobre la base de la observación y
36

acciones prácticas y que, al mismo tiempo, se desarrollen en ellos un conjunto de
habilidades y hábitos característicos del trabajo científico experimental, como un componente
esencial del pensamiento y modo de actuar científico investigativo”. (Rojas C, 1985, 45). De
los aspectos señalados es posible inferir que las actividades experimentales son vía de
lograr el vínculo teoría y prácticas, que desarrolla conocimientos y habilidades intelectuales
y manuales, que utiliza la observación y el experimento y que está relacionada con la
actividad investigativa en su concepción y proceder.
Por su parte, J. Núñez Viera se centra en el experimento físico docente como una de las
“principales técnicas y procedimientos metodológicos destinados a garantizar la efectividad
de las acciones que el profesor ejerce para guiar el aprendizaje de los estudiantes. No existe
un método de enseñanza de la Física en el que el experimento docente no desempeñe una
importante función”. (Núñez Viera J., 1999, 4). En su modelo el laboratorio es el espacio
donde se desarrolla el experimento pero, sin embargo, en la clasificación define el trabajo de
laboratorio como un tipo, que además después subdivide en clásicos y especiales. Dentro de
estos últimos incluye: trabajo de laboratorio de tipo problémico a partir de una situación
problémica o tarea que debe resolverse por medio de una actividad experimental y el
experimento de clase como actividad experimental no compleja y que requiere cantidad
reducida de equipos fáciles de montar. Es de destacar que “actividad experimental” como
componente esencial de las definiciones dadas aparece sólo en estos trabajos de
laboratorios, que por sus características se asocian a la propuesta de la tesis. Al parecer, en
esta clasificación influye, de manera determinante, la dotación del equipamiento y no sólo el
grado de participación y exigencias intelectuales como se declara.
De este modo, pudiera resumirse que la actividad experimental dentro de las Ciencias
Naturales se entenderá como un conjunto de tareas que vincula la teoría con la prácticas,
familiariza al estudiante con procedimientos intelectuales y manuales propios de la
investigación científica mediante la observación y experimento, lo enfrenta a la búsqueda de
solución a situaciones problemáticas relacionadas con la vida y que propicia la motivación
por el aprendizaje.
La renovación de la concepción de las actividades experimentales exige, en primera
instancia, la REDEFINICIÓN Y REORIENTACIÓN DE SUS OBJETIVOS.
37

A pesar de las diferencias existentes en la valoración acerca de los objetivos del trabajo de
laboratorio reflejados en los resultados de las investigaciones realizadas en los años 70 y 80,
la clasificación y análisis realizada por D. Hodson resume sus aspectos centrales a través del
tiempo y sirve como punto de partida para cualquier redefinición de las propias actividades
experimentales, a saber: (Hodson, D, 1994, 40)
1. Motivar mediante la estimulación del interés y la diversión.
2. Enseñar las técnicas de laboratorio.
3. Intensificar el aprendizaje de los conocimientos científicos.
4. Proporcionar una idea y desarrollar la habilidad de utilización del método científico
5. Desarrollar determinadas actitudes científicas.
Un aspecto decisivo que en el análisis en cuanto a la renovación de las actividades
experimentales en el nivel secundario en el contexto social actual, está vinculado al debate
sobre la cultura científica y tecnológica. Los informes de política educativa de organismos
de prestigio internacional como la UNESCO (1994), la Organización de Estados
Iberoamericanos para la Educación, Ciencia y la Cultura (OEI, 2002), asociaciones de
profesionales, en particular los integrados en torno a la Didáctica de las Ciencias, constituyen
una expresión de la importancia de la alfabetización científica y tecnológica como fin
supremo de la educación científica en general y del nivel medio en particular.
La propia revolución educacional que se desarrolla en Cuba, que impacta las concepciones y
prácticas educativas en diferentes niveles educacionales, evidencia la orientación del
sistema nacional de educación hacia una mejor preparación de los ciudadanos en general y
de los futuros profesionales para la sociedad del conocimiento.
Dada la diversidad de significados y complejidad del tratamiento de la alfabetización
científica, la tesis se sustenta en los resultados del estudio realizado recientemente por
Kemp en el 2002 (citado por Acevedo, 2003, 4) con nueve expertos de la Didáctica de las
Ciencias, retomando el análisis del primer capítulo, donde destacan el reconocimiento de
que la finalidad más importante de la enseñanza de las ciencias es la alfabetización
científica, que significa que la población sea capaz de comprender, interpretar y actuar sobre
la sociedad, es decir, de participar activa y responsablemente sobre los problemas del
38

mundo, con la conciencia de que es posible cambiar la sociedad en que vivimos, y que no
todo está determinado desde un punto de vista biológico, económico y tecnológico.
En el plano educacional es preciso buscar una relación con la vida cotidiana de los alumnos
y mostrarles la funcionalidad del aprendizaje, aspectos que muchos autores consideran
necesarios para lograr una alfabetización científica, ya que los alumnos deben darse cuenta
de que lo que se enseña en la escuela es necesario para tomar decisiones en diversas
esferas de la vida social.
De ahí, que la alfabetización científica debe estar orientada por tres principios: cultural,
comprensión de la ciencia como elemento básico de la cultura humana; práctico, centrado
en los conocimientos útiles para la vida cotidiana y la tecnología; social, relacionado con el
uso social y responsable de la ciencia.
Por ello, en la tesis se abordan las actividades experimentales como un modo de
familiarizarse el estudiante directamente con fenómenos, procesos y hechos que tratan las
ciencias. Animar a los estudiantes a que exploren las ideas existentes o las suyas propias, a
que las comparen con las aportadas por la experiencia social y artificial del experimento, a
que planteen interrogantes a resolver en el estudio posterior, es una forma de “aprendizaje
como proceso activo en que los estudiantes construyen y reconstruyen su propio
entendimiento a la luz de sus experiencias”. (Driver y Bell, 1986, 42)1
.
Ante el análisis de la distinción e interrelación entre HACER CIENCIA, APRENDER CIENCIA
y APRENDER SOBRE LAS CIENCIAS, asumimos que las actividades experimentales que
proponemos estarán centradas en el aprendizaje sobre la naturaleza de las ciencias,
comprendido éste como el desarrollo de “un entendimiento de la naturaleza y los métodos de
la ciencia, siendo conscientes de las interacciones complejas entre ciencia y sociedad”.
(Hodson, D, 1994, 28).
Resultó útil en la reflexión previa a la formulación de los objetivos tener en cuenta:
Las tres dimensiones, ya clásicas en el ámbito de la educación (Danilov 1978; Coll 1987):
conocimientos, procedimientos y actitudes.
1
El subrayado es del autor de la tesis.
39

El aporte distintivo de las actividades experimentales a los tres principios de la
alfabetización científica: cultural, práctico y social.
De ahí se derivaron los tres aspectos significativos, que adquieren la condición de
OBJETIVOS de las actividades experimentales orientadas al aprendizaje de la naturaleza de
la ciencia, a saber:
1. Enriquecer la comprensión de la naturaleza de los conocimientos científicos, a través de
los fenómenos naturales y creaciones artificiales, haciéndolos más significativos en lo
personal y lo social.
2. Adquirir conocimientos sobre la propia naturaleza del trabajo científico, familiarizándose
con las características propias de la actividad científica para enfrentar diversas
saturaciones (analizarlas, plantear hipótesis, efectuar diseños, interpretar datos, valorar y
comunicar los resultados obtenidos) y de las formas colectivas de realización de la misma.
3. Apropiarse de algunos procedimientos intelectuales y prácticos de la observación y
experimentación como métodos de las Ciencias Naturales, ayudando a una visión del
lugar de la actividad práctica en el proceso del conocimiento científico.
4. Desarrollar una valoración y actitud responsable y comprometida hacia las Ciencias
Naturales, basada en la utilidad de los conocimientos científicos en el marco de la relación
ciencia-tecnología-sociedad.
2.1 Diseño de la estructuración didáctica de las Actividades Experimentales para el
nivel secundario.
La revisión de diferentes conceptos sobre estructura didáctica, F. Anddine, (2000, 41) y R.
Bosque (2002, 37), evidencia la existencia de un hilo conductor común: el enfoque sistémico.
Así, bajo la égida de la concepción y objetivos de las actividades experimentales ya
apuntados, se asume la siguiente definición operacional de estructura didáctica: como
proceder centrado en la actividad del aprendizaje, integrado por un conjunto de tareas
estructuradas e interrelacionadas entre si, a través de cuya acción se desarrollan las
relaciones funcionales, tanto entre diferentes componentes didácticos como entre los sujetos
que intervienen en dicho proceso de aprendizaje.
40

Este proceder parte de las diferentes etapas en la solución de las situaciones problemáticas
y experimentales en las actividades experimentales y de las vías o métodos a utilizar para el
logro de lo que se aspira: comprensión de los conocimientos científicos. Está dirigida al
profesor para que pueda organizar y estructurar adecuadamente las actividades, como un
apoyo y ayuda para que los estudiantes puedan desempeñar un papel activo en el proceso
de construcción de sus conocimientos. La estructura didáctica contempla las cualidades
generales del enfoque sistémico: los componentes, las relaciones funcionales, estructura y la
jerarquía. (Añorga, J., 1995, 55)
La comprensión del conocimiento científico es interpretada como UN NIVEL DE
APRENDIZAJE REFLEXIVO QUE INTEGRA:
• Enfrentarse a situaciones problemáticas existentes que crean necesidad de solución en
los estudiantes.
• Establecer relaciones entre los hechos y las generalizaciones, buscando otras nuevas en
la identificación de problemas.
• Apropiarse de métodos y procedimientos en la resolución de problemas.
• Aplicación de las generalizaciones en la interpretación de nuevos fenómenos o hechos.
• Valoración personal y social de la utilidad y las repercusiones de los conocimientos
científicos.
41

MODELO DE ESTRUCTURA DIDÁCTICA
PARA ACTIVIDADES EXPERIMENTALES
SITUACIÓN
PROBLEMÁTICA
Y/0 EXPERIMENTALES
DESAFIO
COGNITIVO
SIGNIFICATIVO
FORMULACIÓN
DE OBJETIVOS
(TAREAS)
MÉTODOS
EMPÍRICOS
PROCEDIMIENTOS
INDUCTIVOS-
DEDUCTIVOS
GENERALIZACIONES
Y NUEVAS
INTERPRETACIONES
CCOOMMPPRREENNSSIIÓÓNN DDEELL CCOONNOOCCIIMMIIEENNTTOO CCIIEENNTTÍÍFFIICCOO
MOTIVACION
42

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