Artículos de investigación
Recepción: 29/03/2019
Aprobación: 30/04/2019
Autor de correspondencia: aagudelo@ucm.edu.co
Resumen: Objetivo: Fortalecer el pensamiento científico y tecnológico en estudiantes de Educación media de la Institución Educativa Escuela Normal Superior Sagrado Corazón a través de la educatrónica. Metodología: tipología de investigación acción educativa con un enfoque cualitativo. Hallazgos: empoderamiento y apropiación de los estudiantes frente al área de tecnología e informática, proceso de reflexión sobre la práctica pedagógica de los docentes de la institución educativa. Conclusiones: la educatrónica como campo de conocimiento, aportó de manera significativa en el desarrollo del pensamiento científico y tecnológico a partir de la articulación entre la teoría y la práctica existente y necesaria en la disciplina objeto de estudio.
Palabras clave: tecnología informática, tecnología electrónica, robótica, pensamiento, enseñanza de la informática.
Abstract: Objective: To strengthen scientific and technological thinking in high school students of the Educational Institution Escuela Normal Superior Sagrado Corazón through educatronics. Methodology: Typology of educational action research with a qualitative approach. Findings: empowerment and appropriation of the students in the area of technology and informatics, process of reflection on the pedagogical practice of the teachers of the educational institution. Conclusions: educatronics as a field of knowledge, contributed significantly to the development of scientific and technological thinking based on the articulation between theory and existing and necessary practice in the discipline under study.
Introducción
De acuerdo con la Ley General de Educación (Congreso de la República, 1994) y las orientaciones generales para la educación en tecnología (Ministerio de Educación Nacional [MEN], 2008), el área de tecnología e informática tiene como propósito la comprensión y la apropiación de la tecnología a partir de las relaciones existentes entre los seres humanos para enfrentar problemas del contexto y desde su capacidad, solucionarlos a través de la invención, con el fin de fortalecer sus habilidades de pensamiento y sus potencialidades creativas. De igual manera, brinda la posibilidad de generar y utilizar herramientas dinámicas para lograr en los educandos aprendizajes significativos y generación de pensamiento.
El desarrollo del pensamiento es un proceso continuo y articulado que responde a los diferentes retos que propone la sociedad de hoy, sugiere que el educando desarrolle competencias cognitivas, procedimentales y actitudinales para comprender el entorno, las necesidades del contexto y la intervención a partir de acciones en pro de una solución mediante el uso de un pensamiento flexible y eficaz que transforme el contexto. Es por tal motivo que se hace prioritario innovar en el desarrollo de los ejes temáticos que actualmente se brindan en esta disciplina y articularlos a otras áreas del conocimiento de manera interdisciplinar, donde la educatrónica pueda ser integrada al currículo a partir de la formación tecnocientífica orientada a la institución educativa, y de esta manera responder a las normativas vigentes del Ministerio de Educación Nacional y la Política de Ciencia, Tecnología e Innovación.
En este sentido, es importante destacar que la educatrónica integra las áreas de la electricidad, la electrónica y la robótica, las cuales estudian la transmisión, almacenamiento y procesamiento de información codificada electrónicamente de datos. Por otro lado, el objeto de estudio del área de tecnología e informática, desde los componentes propuestos, se centra en el desarrollo de conceptos fundamentales (sistema, componente, estructura, función, recurso, optimización, proceso, etc.) y sus relaciones con otras disciplinas. También en el uso y apropiación de la tecnología (artefactos, productos, procesos y sistemas), con el fin de optimizar y potenciar los procesos de aprendizaje para la identificación, formulación y solución de problemas; asimismo, en las actitudes de los estudiantes hacia la tecnología en términos de interacción y responsabilidad social (MEN, 2008).
La Institución Educativa Escuela Normal Superior Sagrado Corazón está ubicada en la zona urbana del Municipio de Aranzazu, Caldas; se caracteriza por su formación ética y pedagógica al formar y transformar ciudadanos y maestros, contribuyendo de esta manera al desarrollo humano sostenible para lograr una formación integral que proyecte a la persona como un sujeto útil a la sociedad, a su entorno inmediato y a sí mismo. La población objeto de estudio para el proceso investigativo estuvo conformada por un grupo de estudiantes de grado décimo de educación media, los cuales se caracterizan por cualidades como la persistencia, el empuje, la dedicación y el compromiso.
Estos educandos tienen gran capacidad y actitud para el uso la tecnología, pero es notoria la necesidad de romper la idea de que el área de tecnología e informática desarrolla y trabaja a partir de la utilización de una computadora, pues ello se evidencia en el trabajo con los estudiantes a partir del desarrollo de contenidos teóricos de tecnología en el empleo de algunas herramientas ofimáticas. Esta situación da pie a la posibilidad de generar nuevas alternativas de enseñanza que posibiliten la participación activa del estudiante en escenarios con mayores oportunidades de desarrollo, logrando la implementación de la educatrónica, puesto que se hace más notoria la intención educativa de producir artefactos, herramientas, planes y guías que den solución a estas concepciones, y es allí donde la educatrónica, desde los campos de la electrónica, la electricidad y la robótica, se convierte en el mecanismo que permite la generación de pensamiento tecnológico y científico para dar soluciones a los problemas del contexto.
Otro aspecto por destacar es la evolución de las tecnologías de la información, particularmente a raíz del auge de los microcomputadores y de las redes teleinformáticas, que han puesto al servicio de la educación lo mejor de las características del computador, es decir, dinamismo, interactividad, almacenamiento y procesamiento de la información. “Gracias a ella, estamos ante una tecnología sin precedentes, sobre la cual se pueden construir sistemas educacionales que contribuyan a la transmisión de la herencia cultural, la promoción de nuevo entendimiento, la creación de modelos propios de pensamiento” (Galvis, 1997, p. 90).
Por esto, se puede decir que en las manos de los docentes queda el asumir los retos pedagógicos respecto al trabajo del área de tecnología e informática en el aula, facilitando cambios con la implementación de propuestas creativas e innovadoras para el desarrollo de procesos prácticos e integrales con los estudiantes.
Por dichas razones, se planteó como pregunta problematizadora: ¿cómo fortalecer el pensamiento científico y tecnológico en estudiantes de educación media de la Institución Educativa Escuela Normal Superior Sagrado Corazón a través de la educatrónica?
Materiales y métodos
Este recorrido fue guiado desde la mirada del enfoque cualitativo, en donde se realiza un análisis situacional del contexto a través de la interpretación de variadas experiencias dentro del campo práctico, estudiando así la realidad social subjetiva, en la que el investigador aporta apreciaciones, concepciones y posturas propias, las cuales se sustentan con la realidad y los referentes teóricos.
De acuerdo con lo anterior, y como lo expresa Sandín (2003),
La investigación cualitativa es una actividad sistemática orientada a la comprensión en profundidad de fenómenos educativos y sociales, a la transformación de prácticas y escenarios socioeducativos, a la toma de decisiones y también hacia el descubrimiento y desarrollo de un cuerpo organizado de conocimientos. (p. 124)
La investigación plantea un nivel descriptivo desde la tipología de la investigación acción educativa, sustentada por Elliott, citado por Latorre (2003), quien expresa que esta:
Se centra en el descubrimiento y resolución de los problemas a los que se enfrenta el profesorado para llevar a la práctica sus valores educativos.
Supone una reflexión simultánea sobre los medios y los fines. Como fines, los valores educativos se definen por las acciones concretas que selecciona el profesorado como medio para realizarlos. Las actividades de enseñanza constituyen interpretaciones prácticas de los valores. Por lo tanto, al reflexionar sobre la calidad de su enseñanza, el profesorado debe hacerlo sobre los conceptos de valor que la configuran y moldean.
Es una práctica reflexiva. Como forma de autoevaluación, la investigación acción consiste en que el profesorado evalúe las cualidades de su propio «yo» tal como se manifiestan en sus acciones. En esta perspectiva, esas acciones se conciben como prácticas morales más que como simples expresiones técnicas. En el contexto de una práctica moral, la autoevaluación supone un tipo determinado de autorreflexión: la reflexividad.
Integra la teoría en la práctica. Las teorías educativas se consideran como sistemas de valores, ideas y creencias representadas no tanto en forma proposicional, sino como de práctica. Esas teorías se desarrollan a través del proceso reflexivo sobre la práctica. El desarrollo de la teoría y la mejora de la práctica se consideran procesos interdependientes.
Supone el diálogo con otras u otros profesionales. En la medida en que el profesorado trata de poner en práctica sus valores profesionales mediante la investigación acción, se hace responsable de los resultados ante sus compañeros. Esa responsabilidad se expresa en la elaboración de expedientes que documenten los cambios habidos en la práctica y los procesos de deliberación y reflexión que dan lugar a esos cambios.
El contexto en el que se desarrolla la investigación acción educativa parte de la problemática que se evidencia en el mismo, cambiando de esta manera la práctica educativa y el proceso de enseñanza y aprendizaje para fortalecer el pensamiento científico y tecnológico en los estudiantes.
En el proceso investigativo se utiliza el nivel descriptivo, el cual permite la observación de la realidad institucional frente al proceso de integración de la educatrónica en sus áreas de electricidad, electrónica y robótica, logrando que los docentes de Tecnología e Informática fortalezcan el pensamiento científico y tecnológico de sus comunidades educativas, apuntando a transformar y comprender las situaciones problema del aula para mejorar las prácticas educativas.
Fases de la investigación acción educativa
De acuerdo con Elliot, citado por Latorre (2003), se enuncian las acciones ejecutadas en cada una de las fases.
La población objeto de estudio para el proyecto de investigación es la Institución Educativa Escuela Normal Superior Sagrado Corazón, del municipio de Aranzazu, Caldas, la cual cuenta con la participación de docentes, estudiantes y directivos; todos ellos contemplados como un grupo idóneo donde se implementó la propuesta investigativa. Se tomó como muestra un grupo particular, en este caso estudiantes de grado décimo dos, con el fin de establecer un análisis general a partir de la muestra representativa. Se contó con la participación de 29 jóvenes entre los 15 y los 16 años, divididos en 16 hombres y 13 mujeres.
En concordancia con lo anterior, Hernández, Fernández y Baptista (2010) afirman: “La muestra es, en esencia, un subgrupo de la población. Digamos que es un subconjunto de elementos que pertenecen a ese conjunto definido en sus características al que llamamos población” (p. 175).
La ruta metodológica aplicada en la investigación se describe en la tabla 1, en la cual se evidencia la relación entre los objetivos y el desarrollo de los instrumentos de recolección de información realizados.
Como instrumentos de investigación de recolección de información, se privilegió la entrevista y la lista de chequeo.
Entrevista: es la destreza para la recolección de datos sobre un tema determinado que lleve al entrevistador a realizar preguntas concisas, para que el que es entrevistado dé respuestas a partir de sus saberes. En este sentido, Denzin & Lincoln (2005) definen la entrevista como una conversación, siendo esta el arte de realizar preguntas y escuchar respuestas.
Entrevista semiestructurada: es una herramienta que facilita recolectar información flexible y equilibrada al querer analizar las respuestas de quien es investigado, para que este manifieste libre y abiertamente lo que piensa referente a un tema. Por ello, Díaz-Bravo, Torruco-García, Martínez-Hernández y Varela-Ruiz (2013) hablan de la flexibilidad presente en las entrevistas semiestructuradas, ya que se inicia con preguntas abiertas que posibiliten adaptarse a los entrevistados aclarando terminología y reduciendo los formalismos de una guía preestablecida.
Lista de chequeo: es un instrumento que se compone por variados ítems o criterios a evaluar, ajustados a una determinada población o contexto, con el fin de analizarlos a partir de una teoría planteada, por lo que se requiere tener un orden lógico y congruente para realizar un estudio minucioso de lo que se va a investigar. De acuerdo con lo anterior, Oliva (2009) expresa que “las listas de chequeo son dispositivos metodológicos y nemotécnicos, que reducen la complejidad para comprobar solamente los elementos importantes, con ello reducen errores de omisión” (p. 9).
Discusión de resultados
Previo a la discusión de resultados, es importante enunciar que la educatrónica es un nuevo paradigma educativo, el cual se caracteriza por ser una disciplina integradora. Según Ruiz- Velasco (2013), el propósito de la educatrónica es favorecer en los estudiantes la integración en distintas áreas del conocimiento para la adquisición de habilidades tecnológicas, de información, de comunicación y de nociones científicas, involucrándolos en un proceso de desarrollo de proyectos, con el fin de generar en ellos un pensamiento sistémico, estructurado, lógico, abstracto y formal.
Además, se abordaron conceptos como la robótica, que es una disciplina integradora y se conceptualiza y fortalece con conocimientos provenientes de diversos dominios como: las matemáticas, la física, la electrónica, la electricidad, la informática, la mecánica, etc. Por lo anterior, se puede inferir que utiliza un conjunto de métodos colaborativos y medios derivados de la informática, cuyo objeto de estudio concierne en la concepción, la programación y la puesta en práctica de mecanismos que puedan efectuar operaciones ordenadoras de disposición intelectual, motor y sensorial.
La robótica como medio o contexto de una educación significativa, facilita a los niños y jóvenes, superar barreras de aprendizaje al despertar su interés y, así mismo, los apoya en el proceso de construir y reconstruir el conocimiento. Además, aporta a la formación de los niños con necesidades individuales especiales, lo que permite la temprana identificación de la problemática y la forma de ayudar a superarla (Virnes, 2008). Lo anterior hace ver cómo el diseño, la construcción y la implementación de artefactos robóticos permiten fortalecer el pensamiento científico y tecnológico, mejorar la sana convivencia, la cooperación y el emprendimiento.
El aprendizaje de la robótica se concibe como una dinámica de diseño, construcción y explicación de tecnofactos (Gallego-Badillo, 1998). Lo que permite identificar las tres fases que se deben implementar en la robótica educativa: la primera es el diseño, que hace referencia a los preparativos y planeación; la segunda es de construcción, en la cual se implementan los diseños y se contrasta la teoría con la práctica; la tercera es la explicación de tecnofactos, en la cual se explica su función y aplicación contextual.
Por lo anterior, se puede decir que la robótica educativa se entiende
Como una disciplina que permite concebir, diseñar y desarrollar robots para que los estudiantes se inicien desde muy jóvenes en el estudio de las ciencias y la tecnología. Se ha desarrollado con una perspectiva de acercamiento a la solución de problemas derivados de distintas áreas del conocimiento. Es decir, la robótica educativa integra diferentes áreas del conocimiento. Esta integración facilitada por el mismo robot se vuelve significante por la conexión entre la acción concreta y la codificación simbólica de las acciones utilizando robots pedagógicos. (Ruiz-Velasco, 1989)
Dando continuidad a los aportes de Ruiz- Velasco (2013), quien expresa: “La robótica pedagógica privilegia el aprendizaje inductivo y por descubrimiento guiado. La inducción y el descubrimiento guiado se aseguran en la medida en que se diseñan y se experimentan un conjunto de situaciones didácticas construccionistas” (p.19), se puede apreciar que el estudiante a través del aprendizaje inductivo construye el conocimiento de manera autónoma, a partir de la observación, el análisis y nuevas experiencias significativas que conllevan al desarrollo de actividades tecno-pedagógicas.
Lista de chequeo aplicada a estudiantes
Para la elaboración de la lista de chequeo se tuvieron en cuenta los fundamentos del pensamiento científico de Bunge (2003), que se caracteriza por ser fáctico, es decir, que parte de la realidad; trascendente, porque el científico va más allá de lo que se conoce; analítico, al esforzarse más los científicos por conocer la profundidad de las cosas; claro y preciso en sus conceptos y planteamientos de problemas; simbólico, porque requiere un lenguaje determinado con símbolos y signos; comunicable, porque es para todos; verificable, porque puede ponerse a prueba; metódico, porque sigue un paso a paso; explicativo, al buscar las causas y explicaciones de los casos; predictivo, al explicar los hechos del pasado, el presente y el futuro; adaptativo al cambio constante; útil.
En resumen, la ciencia es valiosa como herramienta para domar la naturaleza y remodelar la sociedad; es valiosa en sí misma, como clave para la inteligencia del mundo y del yo; y es eficaz en el enriquecimiento, la disciplina y la liberación de nuestra mente. (Bunge, 2003, p. 23)
Además, se hizo referencia al desarrollo del pensamiento tecnológico (PT), basado en Cárdenas (2013), quien expresa que este está conformado por el conjunto de los siguientes atributos: análisis/síntesis, analogía/contraste, causa/efecto, sistema mental, ponderación, mentalidad proyectual, solución de problemas y racionalidad que los seres humanos realizan para hacer la abstracción de la realidad material de los objetos y los hechos de la naturaleza, con el fin de modificar su estado, transformarlos, innovarlos o producir otros nuevos. Además de los ocho atributos anteriores, el PT implica un noveno atributo relacionado con la incorporación, cuando lo requiere, de conocimientos científicos, técnicos, éticos, estéticos, ecológicos y sociohistóricos.
En esta etapa se aplicó una lista de chequeo integrada por 18 características para identificar el pensamiento científico y tecnológico de los estudiantes de grado décimo dos de la Institución Educativa Escuela Normal Superior Sagrado Corazón en el área de tecnología e informática. A continuación, se presentan los resultados de la aplicación del instrumento.
Se observaron montajes, tales como:
Encender un diodo led conectándolo a su vez a un motor y controlando el flujo de electrones con una resistencia.
Poner en movimiento un ventilador de computador, con diferentes conexiones que se ingeniaron. Además, instalaron un conector para tener control en las órdenes de encender y apagar.
Los estudiantes consiguieron encender un diodo led a través de una protoboard (tablero de circuitos) utilizando una fuente alimentadora de energía.
Los educandos construyeron un carro a partir de una protoboard, un aspa con motor, conexiones, diodos led, la base de un carro reciclable para poder contar con las ruedas y funcionaba a partir de una batería.
Entrevista semiestructurada a docentes
Se realizó una entrevista semiestructurada compuesta por ocho preguntas, en las que se trata de indagar a los docentes de tecnología e informática para conocer las concepciones teóricas y apreciaciones propias que tienen en cuanto al proceso de enseñanza y aprendizaje para esta asignatura, con el fin de encontrar los aspectos positivos y por mejorar en las didácticas utilizadas y en la implementación de la serie Guías No. 30.
Por lo anterior, se realiza un análisis de las respuestas dadas por los docentes a las preguntas aplicadas, por lo que se evidencia una visión limitada acerca del área de tecnología e informática, ya que son profesionales que la orientan, pero tienen un perfil diferente; de igual manera, se resalta la visión de la asignatura como medio de interacción para el estudiante en su proceso del aprendizaje, permitiéndole conocer y manejar diferentes herramientas y medios que posibilitan efectivamente que el joven se involucre en el campo laboral, el mundo profesional y del conocimiento, y perfeccione así sus habilidades y competencias.
Ahora bien, se interpretan las respuestas de los educadores a través de las concepciones teóricas y los postulados propios del investigador, en donde se concluye la necesidad imperante de implementar mecanismos y estrategias viables que aporten a la dinamización de ambientes de aprendizaje que conduzcan a la concientización para involucrar el uso de diversos conocimientos y artefactos tecnológicos como elementos para una formación personal y profesional del docente en la aplicación en su quehacer pedagógico, teniendo en cuenta la aplicabilidad de los diferentes estándares de la serie Guías No. 30, involucrándolos en el currículo para trabajar actividades en las que esté inmersa la educatrónica como un componente importante dentro del proceso educativo.
Salida pedagógica a Tecnoacademia
En el proyecto investigativo se ejecutó una salida a Tecnoacademia, un espacio que brinda la posibilidad de conocer tecnologías innovadoras y realizar en sus laboratorios prácticas interesantes y transformadoras para el educando, donde es posible trabajar bajo las líneas de biotecnología, nanotecnología, diseño en 3D, robótica-electrónica y ciencias básicas.
La salida pedagógica a Tecnoacademia fue muy gratificante, dado que los estudiantes conocieron un escenario dotado de una excelente tecnología que les abría las puertas a la investigación, la innovación y la transformación de su aprendizaje. Los jóvenes lograron desarrollar una práctica en el laboratorio de robótica, lugar donde les enseñaron un poco de programación básica con un Lego Mindstorms EV3, allí se pusieron a prueba sus habilidades y conocimientos. De manera muy destacada sacaron el trabajo adelante, ya que estuvieron dispuestos y utilizaron su agilidad mental, lógica y raciocinio para seguir todas las instrucciones, además, se destaca el trabajo en equipo de una manera activa, participativa, cooperativa y colaborativa.
En la visita a Tecnoacademia se desarrolló un taller para que los educandos tuvieran claros los conceptos, herramientas y componentes básicos de electricidad, electrónica y robótica, porque es necesario que conozcan todo lo que involucra este campo del saber. Se observó un grupo de trabajo muy comprometido y atento a cada una de las explicaciones dadas, en el que cada uno de ellos se ilustró sobre el tema e interiorizó y profundizó en el mismo con el desarrollo de diferentes actividades prácticas.
Esta actividad generó un acercamiento teórico y práctico que posibilitó la comprensión de la temática y facilitó el abordaje a conceptos complejos que se entienden y segmentan con la manipulación de material concreto, lo que conlleva a la movilización del pensamiento, la transformación e innovación de las prácticas educativas para lograr un aprendizaje con significado.
Primer acercamiento a conceptos “La educatrónica como elemento que fortalece el pensamiento científico y tecnológico en el área de tecnología e informática”.
Propuesta tecnopedagógica
Se desarrolló e implementó una propuesta tecnopedagógica de acuerdo con la temática que se deseaba abordar, en este caso, la educatrónica. Para tal fin se crearon cinco guías que fueron solucionadas en su totalidad por el grupo de trabajo intervenido.
Resultados con los docentes
Al aplicar nuevamente la entrevista semiestructurada se evidencia que los docentes aún tienen vacíos teóricos y prácticos, porque no tienen la debida apropiación del tema, sus ideas son básicas puesto que no han transformado sus acciones pedagógicas y siguen una misma línea didáctica que se aplica continuamente sin innovar en el quehacer pedagógico. Esto puede ser por falta de cualificación docente y ausencia de material concreto que los invite a explorar nuevas formar de enseñar, igualmente, se hace necesario proponer nuevos temas para integrar a la malla curricular, los cuales estén inmersos dentro de los estándares de la serie Guías No. 30.
Conclusiones
Al momento de realizar el trabajo de campo con los educandos del grado décimo dos, se observa que cuando se trabaja con material real y concreto, el estudiante puede transformar sus ideas y lograr un aprendizaje significativo en el que fortalece el pensamiento científico y tecnológico.
Se deben transformar las acciones pedagógicas a través de mecanismos didácticos que mejoren los procesos de enseñanza y aprendizaje para desarrollar en los jóvenes un pensamiento científico y tecnológico.
Se observa que al implementar la propuesta tecnopedagógica, se incentiva el trabajo colaborativo y activo dentro del aula, lo que posibilita que el educando obtenga avances significativos en su proceso de formación.
Se evidencia que el estudiantado, al enfrentarse a problemas de su contexto, analiza y propone ideas para resolver la situación, a partir de los conceptos y verificación de estos por medio de la práctica y reflexión que se lleva a cabo.
El profesorado debe ser cualificado permanentemente para que pueda enfrentarse a su grupo de trabajo y ser preciso al momento de dar instrucciones con un lenguaje simbólico que comunique los métodos a utilizar a la hora de solucionar y construir proyectos innovadores en el aula.
Se presentaron dificultades en el desarrollo del pensamiento creativo e imaginativo, puesto que este se despiertay estimula en edades tempranas, y por ello no se evidencia un avance significativo. Desde esta perspectiva, De la Torre y Moraes (2005) acuñan el término sentipensar en el año 1997, en el que se hace referencia a la necesidad de trabajar en conjunto con el pensamiento y el sentimiento para encontrar nuevas formas de percibir la realidad y así generar y desarrollar soluciones creativas a problemas planteados.
Se hace necesario una apropiación más amplia para los docentes en cuanto a los elementos, competencias, criterios didácticos y curriculares de la tecnología y la informática, de acuerdo con lo planteado para trabajar y desarrollar en la serie Guías No. 30, documento de orientaciones generales para el área de tecnología.
Es imprescindible dar un giro de lo teórico a lo práctico para el área de tecnología e informática, dado que se debe contemplar la idea de crear una malla curricular más amplia y bien estructurada bajo parámetros formativos que respondan a las necesidades del contexto, con contenidos propios para el desarrollo de competencias y habilidades en el estudiante.
Referencias
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Notas
Notas de autor
Correspondencia: aagudelo@ucm.edu.co
Enlace alternativo
http://www.revistas.ucm.edu.co/ojs/index.php/revista/article/view/137/156 (html)
