Macro U-MOT

Los estudios de diseño han sido calificados por el Design-Based Collective Research (DBRC, 2003) como un paradigma emergente que se ha encargado de estudiar el proceso de aprendizaje por comprensión conceptual dentro de un contexto real de enseñanza. Así

15_{Grupo Lyon en Francia, Grupo Leeds en Inglaterra, Grupo Didactik en Alemania y en Holanda (Linjse y}

Klaassen).

16_{En la literatura del campo de la educación en ciencias y matemáticas se pueden encontrar los siguientes}

órganos de divulgación, los cuales abordan la línea de investigación de “los estudios de diseño”: Educational Researcher32 (1), 2003; Journal of the Learning Sciences, 13 (1), 2004; Revista Internacional de Ciencias de la Educación26 (5) 2004;Journal of Computing in Higher Education, 2005;

2003;EducationalDesignResearch (8-13).;libros(ej., Rama, Gustafson, Nieveen, y Plomp,

1999;Burkhardt&Schoenfeld, 2003; Kelly, 2003; Van den Akker et al, 2006; Kelly et al, 2008), capítulos de libros (ej., Richey, Klein, & Nelson, 2004; Gorard and Taylor, cap. 7, 2004); comunidades de investigación (ej., National Research Council, NRC, 2002; Design Based Research Collective, en 2003),Handbook of Research Design in Mathematics and Science Education; The Cambridge Handbook of the Learning Science; Handbook of mixed methods in social and behavioral research.

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pues, desde esta perspectiva los diseñadores de la enseñanza y el aprendizaje llevan a cabo indagaciones sistemáticas acerca de las mejores estrategias y herramientas instruccionales, además, seleccionan o diseñan materiales curriculares que se encuentren en coherencia con las metas de aprendizaje previamente elegidos por ellos. De hecho, los razonamientos y juicios que direccionan las anteriores acciones estarán fundados desde la literatura basada en la investigación y en la sabiduría de la experiencia de los diseñadores o profesores.

Desde los aportes de Barab (2006) se intenta conceptualizar la naturaleza y propósito de dicha línea, a saber:

…“es el estudio minucioso de un ambiente de aprendizaje único, que pasa a través de múltiples iteraciones, las cuales ocurren por lo general en contextos naturalísticos, con el fin de desarrollar nuevas teorías, artefactos y prácticas que puedan generalizarse a otras escuelas y aulas (Barab, 2006p.153)”.

Barab and Squire (2004) y Barab (2006) conceptualizaron la investigación del diseño como el proceso a través del cual se estudia minuciosamente un ambiente de aprendizaje particular, el cual debe pasar por procesos iterativos de diseño, implementación, evaluación y refinación. Este tipo de estudios de diseño son llevados a cabo en contextos de aula reales y complejos con la intención de generar teorías de enseñanza de tópicos concretos, diseñar tecnofactos y prácticas que puedan ser utilizados para iluminar o guiar la toma de decisiones curriculares e instruccionales de investigadores y profesores en otros contextos de enseñanza y aprendizaje.

Para Cobb, Confrey, diSessa, Lehrer y Schauble (2003), se asume como elementos claves durante la toma de decisiones curriculares e instruccionales, al conocimiento del contenido como al contexto personal, familiar, social e institucional de los aprendices. Por su parte, Confrey (2006),indaga sobre las mejores estrategias instruccionales que les brinden a los estudiantes las oportunidades para que sus concepciones alternativas evolucionen de manera progresiva hacia unos conceptos y prácticas científicas de mayor sofisticación, también destaca que los artefactos producidos desde esta serie de estudios incluyen un conjunto de demandas de aprendizaje, objetivos de enseñanza y tareas de aprendizaje, elementos que deben ser finamente seleccionados y secuenciados guardando una coherencia lógica entre sí, con el fin de promover el aprendizaje por comprensión conceptual a través de la interacción entre estudiantes y bajo la asistencia del profesor.

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Se destaca que los estudios de diseño desde la perspectiva general17 de Gorard & Taylor, (2004),el profesor debería iniciar reflexionando y formulado las acciones inteligentes y resultados que se esperan alcanzar durante el desarrollo del proceso de enseñanza. De ahí, que el diseñador o profesor deba realizar un minucioso estudio del contexto educativo donde se vaya a implementar el diseño bajo consideración, con el fin, de detectar cuáles son las problemáticas, limitaciones y dificultades que posiblemente obstaculizarían el aprendizaje de las ideas o conceptos claves del currículo de las ciencias.

En este sentido, los marcos teóricos y metodológicos de esta línea de investigación plantean la necesidad de formular una hipótesis teórica que se configura bajo la interacción de los siguientes aspectos: conocimiento del contenido; conocimiento de las concepciones alternativas con la que llegan los estudiantes; especificación de los resultados de aprendizaje que se espera alcancen los estudiantes; estrategias instruccionales alineadas con los marcos de las actuales reformas curriculares en ciencias; responsabilidades y compromiso del estudiante con su aprendizaje; y desempeño del investigador y profesor de manera acoplada a lo largo del ciclo iterativo de diseño.

Por tanto, la hipótesis que formula el diseñador o profesor se materializa en un formato o documento que en esta investigación toma el nombre de SEA (Secuencia de Enseñanza y Aprendizaje). De hecho, que el marco que subyace a éste debe de ser implementado con la intención de validarlo en un contexto real de enseñanza y aprendizaje, no obstante, dicha validación difiere de la llevada a cabo en la experimentación tradicional. Es decir, va más allá de los simples resultados en donde se emiten juicios de si el diseño de una intervención es mejor o peor que la práctica usual de enseñanza.

Así, la interpretación de los anteriores elementos llevada a cabo por el equipo de investigación le permitiría a ellos poder refinar la SEA. Dicho proceso, les brinda la posibilidad de desarrollar principios sobre los métodos efectivos de enseñanza y aprendizaje de un tópico específico con la intención de que éstos sean utilizados por investigadores y/o profesores en otros escenarios escolares contribuyendo de esta manera a la construcción de una teoría práctica o “teorías humildes” como lo afirma Cobb et al., (2003).

17_{Gorard y Taylor (2004) afirman que el marco teórico de su modelo de diseño general puede ser utilizado}

por los educadores de profesores y enseñantes de diferentes disciplinas, como lentes conceptuales los cuales direccionarían el diseño, la implementación y la evaluación de una SEA en cuestión.

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Naturalmente, los estudios desde esta perspectiva siguen teniendo la intención deliberada de vincular la teoría con la práctica del diseño, implementación y evaluación del profesor en el contexto del aula de ciencias con el fin de resolver los problemas de la enseñanza y el aprendizaje de tópicos concretos. Así pues, las generalizaciones naturalisticas (Guba & Lincoln, 1982) generadas desde el estudio en cuestión, quizás, podría ser utilizada por otros educadores de profesores y enseñantes dentro de sus contextos escolares.

La investigación de diseño ha sido estudiada y analizada por un gran número de investigadores a nivel internacional, de hecho, como enfoque metodológico éste ha sido estudiado por un equipo prestante de investigadores en el contexto Anglosajón y Europeo (Richey & Nelson, 1996; van den Akker, 1999;Richey et al., 2004; Confrey, 2006; Collins, Joseph, y Bielaczyc, 2004; Brown & Clement, 1991; Cobb et al., 2003; Kelly, 2003, 2004; Sandoval & Bell, 2004; Reeves et al., 2005;; ) pues éste ha tenido su origen en el método clínico de Piaget, Brown, Collins; los aportes de la filosofía de Dewey, la NRC y los experimentos de enseñanza, entre otros. No obstante, este tipo de investigación le ha prestado menor importancia al proceso iterativo, especialmente, a la fase de diseño de SEA´s de contenidos científicos específicos.

Por el contrario, la tradición Europea ha brindado mayor relevancia a dicho proceso por las razones que se justifican más adelante. Sin embargo, entre los cientos de iniciativas dirigidas a producir secuencias de enseñanza a nivel internacional, sólo unas cuantas localizadas en la tradición Europea proponen marcos teoréticos sólidos y fiables, los cuales, han configurado modelos de diseño que especifican explícitamente los fundamentos teóricos y los procedimientos que participan en el desarrollo de dichas SEA´s al mismo tiempo que permiten su evaluación y posterior validación.

Existen cuatro modelos de diseño de SEA´s planteados por las principales tradiciones en el contexto Europeo. De hecho, éstos ocupan una posición privilegiada en el campo de la investigación educativa por ser los más utilizados y referenciados en un amplio número de artículos de revistas, libros y handbooks. Adicionalmente, por ser estudios provenientes de la investigación de diseño tratan en la medida de lo posible que artefactos como las SEA´s de tópicos específicos de las ciencias sean diseñados, implementados y evaluados a través de proyectos nacionales como en estudios de doctorado. Este tipo de investigación se ha dado especialmente en los últimos años en tres

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países europeos. Sin embargo, a razón de la necesidad que se tiene de mejorar los procesos de enseñanza y aprendizaje de las ciencias, como también, que el proceso de diseño didáctico esté informado y basado18 en teoría, estos estudios se están desarrollando paulatinamente en otros países.

1. Según esto, se destaca en Holanda el modelo de Investigación del Desarrollo propuesto por Lijnse y Klaassen (2004);en Alemania, el modelo de “Reconstrucción Educativa” propuesto por Kattmann (1995),Duit, Gropengieber y Kattmann (2005); en Francia, el modelo de Ingeniería didáctica del Grupo Lyon propuesto por Artigue (1992), Buty et al., (2004); y, en Inglaterra se propone el modelo de diseño del Grupo Leeds, en adelante, el modelo de Leeds y/o Ametller (Ametller, Leach y Scott, 2007; Leach, Ametller y Scott, 2009).Así pues, cada uno de los anteriores cumple con la compleja tarea de diseñar, implementar y evaluar SEA´s asumiendo una perspectiva teórica sobre la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias lo cual conlleva a destacar o priorizar sobre cada uno de los principios que orientan a diseñadores o profesores en la toma de decisiones curriculares e instruccionales que mejor se adapten a los propósitos, necesidades e intereses de diseño teniendo en cuenta el contexto en el que va a llevar a cabo la enseñanza y el aprendizaje de un tópico concreto.

En este sentido, las SEA´s de tópicos científicos específicos aparecen como artefactos o materiales curriculares potenciales para maximizar el aprendizaje por comprensión conceptual e integrada en los estudiantes de básica y secundaria en las escuelas. De ahí, que sea clave en la siguiente sección, describirlas y conceptualizarlas teniendo en cuenta las diversas tradiciones investigativas del campo de la educación en ciencias.

3.2 Las secuencias de enseñanza aprendizaje (SEA) en la enseñanza de las ciencias: