COMPETENCIAS DOCENTES PARA LA ENSEÑANZA DE CIENCIAS NATURALES EN UNA INSTITUCIÓN PRIVADA DE NIVEL MEDIO SUPERIOR EN EL �REA METROPOLITANA DE MONTERREY, N.L.

Ciencias naturales, su importancia y concepción

La Real Academia define la ciencia como el “conocimiento  cierto de las cosas por sus principios y causas”. Así mismo distinguen varias clasificaciones de ciencias entre las que destacan las ciencias naturales como las “que tienen por objeto el estudio de la naturaleza”.
Las ciencias naturales son las llamadas ciencias empíricas o experimentales que basan su conocimiento en las experiencias sensibles y manipulables (experimentos). En su aplicación y estudio se emplea el método científico. Las ciencias naturales están divididas en cuatro ramas:

• Física: estudia los cambios de energía que ocurren en la materia.
• Química: estudia la estructura y composición de la materia.
• Biología: estudia la materia animada en los seres vivos.
• Geología: estudia el origen y composición de la Tierra.

Las ciencias naturales buscan explicar fenómenos y comportamientos a través de la observación y es mediante la repetición de una observación que se puede dar validez a la explicación que se ha dado acerca de una problemática o situación específica. Una característica muy importante dentro de esta rama de las ciencias es que la fuente de conocimiento nunca termina ya que una observación da lugar a la búsqueda de información y datos que darán nuevos conocimientos. De esta manera se vuelve un ciclo en el que una vez que ya se completó la información y se despejó la duda original, se daría por concluida la tarea, sin embargo, observaciones nuevas surgen y el proceso empieza nuevamente.
En un inicio, la ciencia fue entendida como una suma de hechos regidos por leyes que pueden extraerse directamente si se observan los hechos con una metodología adecuada. Sin embargo, ahora se sabe que la ciencia no es un discurso sobre lo “real” sino de un proceso socialmente definido para la elaboración de modelos que sirven para interpretar la realidad (Gómez & Pozo, 2006).
La evolución de la concepción de las ciencias o de la elaboración de conocimiento científico ha sido de la siguiente manera (Gómez & Pozo, 2006):

• La ciencia se obtiene al escuchar a la naturaleza.
• Requiere aplicación rigurosa del método científico.
• La ciencia procede de la mente de los científicos, no de la realidad.
• Es necesaria la simulación para hacer ciencia.
• “Aprender ciencia debe ser…una tarea de comparar y diferencia modelos, no de adquirir saberes absolutos y verdaderos”.

De acuerdo a la UNESCO (Locarnini, 2008), la enseñanza de la ciencia es importante porque:

• Contribuye a la formación del pensamiento lógico a través de la resolución de problemas concretos.
• Mejora la calidad de vida.
• Prepara para la futura inserción en el mundo científico – tecnológico.
• Promueve el desarrollo intelectual.
• Sirve de soporte y sustrato de aplicación para las áreas instrumentales.
• Permite la exploración lógica y sistemática del ambiente.
• Explica la realidad y ayuda a resolver problemas que tienen que ver con ella.

“El currículo de ciencias es una de las vías a través de las cuales los alumnos deben aprender a aprender, adquirir estrategias y capacidades que les permitan transformar, reelaborar y en suma reconstruir los conocimientos que reciben” (Gómez & Pozo, 2006).
Pozo y Gómez (Gómez & Pozo, 2006) citan una lista de concepciones generales que los estudiantes tienen sobre la ciencia, mismas que los alejan de ella al considerarla como algo ajeno a sí mismos por la idea general de que “para hacer ciencia es necesario ser muy inteligente”, desarrollar y adquirir los conocimientos en un laboratorio, en el cuál se emplearán de nuevo. Además de considerarla una disciplina rígida y complicada para la cual es necesario ser un especialista ya que, además, al presentar a distintas personas para cada actividad (García, 2008), como podrían ser las prácticas de laboratorio y las clases teóricas, se perciben como actividades separadas que no pueden ser realizadas por la misma persona a la vez.
La SEP establece cuatro campos disciplinares (SEP, Las Competencias Genéricas en el Estudiante del Bachillerato General):

• Matemáticas: matemáticas
• Ciencias experimentales: física, química, biología y ecología
• Ciencias sociales: CTS, economía y administración
• Comunicación: lectura y expresión oral y escrita, literatura, lengua extranjera e informática.

Como se ha mencionado con antelación, en el enfoque por competencias se busca integrar los conocimientos más que por áreas o secciones, en su totalidad en una visión multi e interdisciplinaria. Siendo así, las competencias disciplinares para ciencias naturales, o ciencias experimentales, buscan incluir las competencias específicas de cada asignatura. Además de buscar ser relevantes para más de un campo disciplinar al encontrar su relación y aplicación en otras asignaturas de otro campo disciplinar. Un ejemplo sobre una propuesta de proyecto multidisciplinario se incluye en el anexo 3.
En la literatura citada hasta el momento, se ha mencionado en repetidas ocasiones que una característica importante en los alumnos debe ser la tolerancia al fracaso, en este caso particular podríamos decir que la intolerancia y rechazo de los alumnos hacia esta disciplina vienen dados por la mitificación de las ciencias y la idea generalizada de que se necesita mucha inteligencia para desenvolverse en el área. Se ha establecido que algunas veces cuando los contenidos o las evaluaciones no corresponden al nivel de conocimiento (o competencia) de los alumnos, lejos de animarlos a esforzarse más, provoca que se alejen o hagan a un lado a tal asignatura por considerarla imposible o difícil de alcanzar.
En el análisis presentado hasta el momento de la definición e implicaciones de una competencia, se remarca la importancia de un factor afectivo o emocional, mismo que va de la mano de la actitud hacia la ciencia. Entre los aspectos afectivos, según Klopfer (Acevedo J. , 2007) está el “disfrutar aprendiendo ciencia”. Algunos docentes se conformarán con eliminar el rechazo hacia la asignatura que imparten más allá de esperar que alguno de sus alumnos desee una formación científica profesional.

2.4 Enseñanza de las ciencias naturales

La idea preconcebida de una parte de los estudiantes de bachillerato sobre las ciencias se encuentra determinada por las prácticas de enseñanza de las que han sido objeto desde la primera vez que se les presentaron tales contenidos, mismas a las que los propios profesores también fueron introducidos durante su formación básica y profesional,  ya fuera en la primaria bajo el conjunto de ciencias naturales o bien en secundaria, cuando se empiezan a conocer como ciencias aisladas. Estas prácticas de enseñanza, generalmente están definidas por el paradigma tradicional en el que básicamente se trasmite la información de la que se dispone mediante libros de texto y el propio aprendizaje de quien está frente al grupo.
Es también debido a esta condición que la idea que se tiene de las ciencias, y por lo tanto de su enseñanza, como una disciplina rígida de leyes y teorías lineales que poco tienen que ver con la realidad del desarrollo de las ciencias en sí mismas (García, 2008) y su relación con la vida diaria de cualquier persona. Por tanto, una forma de enseñar ciencias sería, además de contextualizar, partir de la idea central sobre lo que son las ciencias y su flexibilidad. Es decir, sería conveniente considerar que las ciencias experimentales y naturales surgen como una forma de explicarse el mundo real y no al contrario, así como las necesidades específicas de los alumnos a los que va dirigida la enseñanza (Gómez & Pozo, 2006).
La enseñanza de las ciencias tradicional ha buscado el fomento de una “actitud científica” a la vez que se contrapone a una actitud científica nata referente a la curiosidad natural del ser humano. “No en vano el verbo que mejor define lo que los profesores hacen en el aula sigue siendo el de explicar (y los que definen lo que hacen los alumnos son, en el mejor de los casos, escuchar y copiar). Aunque es cierto que buena parte de la enseñanza de las ciencias, especialmene en física, ha estado dedicada a entrenar a los alumnos en algoritmos y técnicas, generalmente de cuantificación, generalmente se han tratado esos contenidos como si fueran un contenido verbal más, en el que lo fundamental seguía siendo explicar a los alumnos lo que debían hacer y no tanto  proporcionarles una ayuda específica para aprender a hacerlo” (Gómez & Pozo, 2006).
Lo anterior, pone en evidencia la necesidad de integrar nuevos recursos didácticos (García, 2008) que sean del dominio del alumno y que por lo tanto ayuden a atraer la atención hacia la ciencias y a desmitificar la idea previa que se tiene sobre lo “inalcanzable” de su estudio y práctica además de ir en contra del enfoque por competencias. García propone integrar el cine y las series de televisión como ejemplos del quehacer científico.
Por otra parte, se sugieren cinco metas para la educación científica en la época actual (Gómez & Pozo, 2006):

• Aprendizaje de conceptos y construcción de modelos.
• Desarrollo de destrezas cognitivas y de razonamiento científico.
• Desarrollo de destrezas experimentales y de resolución de problemas.
• Desarrollo de actitudes y valores.
• Construcción de una imagen de la ciencia.

Estas cinco metas propuestas, representan la esencia de la competencia científica o de otra manera, de las competencias disciplinares para el área de ciencias naturales ya que necesariamente estos objetivos deben ser traducidos en contenidos  alcanzables mediante la dimensión verbal, procedimental y actitudinal de forma tal que el aprendizaje construido integre el conocimiento científico global y transversal con otras disciplinas. A partir de estos enunciados es que se deben obtener las competencias disciplinares y buscar la mejor estrategia para la enseñanza de los contenidos de forma que permitan al alumno apoderarse de los conocimientos necesarios para el dominio de la competencia específica.
El método más ampliamente aplicado en las ciencias naturales es de la resolución de problemas, independientemente de que en realidad sean problemas y no solamente ejercicios, sin embargo. En apariencia este método funciona muy bien sin embargo, en el enfoque por competencias la enseñanza debe ser diversificada a distintas técnicas. Bien puede ser por descubrimiento, por exposición, conflicto cognitivo, investigación o mediante modelación (Gómez & Pozo, 2006). La técnica didáctica debe ser la que responda a las necesidades de cada grupo de estudiantes.
En opinión de Duit, la enseñanza de las ciencias debe ser un acto interdisciplinario al como resultado de la conjunción de la filosofía de la ciencia, historia de la ciencia, pedagogía, psicología y otras disciplinas más específicas que servirán de referencia.
“La filosofía y la historia de la ciencia ofrecen pautas de pensamiento que permiten analizar de forma crítica la naturaleza de la ciencia y su contribución específica para la comprensión del 'mundo', es decir de la naturaleza y la tecnología. La pedagogía y la psicología, por su parte, posibilitan la adquisición de competencias capaces de ofrecer puntos de referencia tanto para considerar hasta qué punto cierto tema merece ser enseñado como para llevar a cabo estudios empíricos sobre si el tema en cuestión puede ser o no entendido por los estudiantes. Pero otras disciplinas de referencia entran en juego como, por ejemplo, la lingüística, que puede ofrecer marcos de referencia para analizar el discurso en el aula o conceptuar el aprendizaje de la ciencia como una introducción a un nuevo lenguaje o bien a una nueva ética que enfoque la enseñanza sobre temas morales” (Duit, 2006).
Una de las necesidades importantes en el área es la de simplificar los contenidos científicos en ideas básicas que determinen la estructura de los contenidos para la enseñanza mediante la investigación de la enseñanza y el aprendizaje así como el desarrollo y evaluación de la misma. La accesibilidad que los estudiantes tendrán hacia un campo específico de conocimiento o disciplinar, está determinado por la simplificación  y enriquecimiento que aporta la contextualización  de la idea central (conocimiento científico particular) de acuerdo a los participantes en el proceso de aprendizaje.
En síntesis, una adecuada enseñanza de las ciencias debe ser la integración de las intenciones, los temas de enseñanza, los métodos y los recursos aplicables al contexto propio en el que se busca desarrollar una competencia disciplinar y genérica.

2.5 Competencia científica

El papel de las ciencias naturales en la actualidad ya no puede ser la de simple canal de transmisión de información, hechos y descubrimientos científicos y tecnológicos ya que la escuela viene a representar la última y menos atrayente fuente de información para nuestros alumnos (Gómez & Pozo, 2006), sin embargo, lo que sí debe ser y hacer es proporcionar las herramientas necesarias para la comprensión e identificación adecuada de la misma. De esta forma los alumnos serán capaces de ordenar, organizar e interpretar críticamente la información para darle un sentido. 
Sobre la alfabetización científica, en las competencias clave, “se refiere a la habilidad y disposición para usar la totalidad de los conocimientos y la metodología empleada para explicar el mundo natural” (Comisión Europea, 2004). Los conocimientos que integran esta competencia se relacionan a los principios básicos del mundo natural, de la tecnología y procesos tecnológicos; progreso científico y la relación con otros campos como sociedad, cultura o medio ambiente. Por otra parte, las destrezas son relativas a la habilidad de manipular y usar herramientas tecnológicas y datos científicos para alcanzar una meta o llegar a una conclusión, así como reconocer las características esenciales de la investigación científica y la habilidad para comunicar sus conclusiones y razonamientos. Mientras que las actitudes deseables son de curiosidad, actitud positiva y crítica, disposición para adquirir conocimientos científicos e interés por la ciencia y por carreras científicas o tecnológicas.
La alfabetización científica está relacionada en tres dimensiones: las capacidades o destrezas científicas (procedimientos científicos para resolver un problema), conceptos o conocimientos científicos y contextos de aplicación de conocimiento científico (Acevedo J. , 2007).
Específicamente este campo disciplinar se busca dar las herramientas para la comprensión del entorno y la resolución de problemas cotidianos. Para este fin se han definido 18 competencias disciplinares para el campo de las ciencias experimentales (SEP, Las Competencias Genéricas en el Estudiante del Bachillerato General):

• Emite juicios de valor sobre la contribución y alcances de la ciencia como proceso colaborativo e interdisciplinario en la construcción social del conocimiento.
• Sitúa la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales específicos.
• Sustenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana asumiendo consideraciones éticas.
• Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
• Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a la pregunta de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
• Contrasta los resultados con hipótesis previas y comunica las conclusiones a través de los medios que tenga a su alcance.
• Rectifica preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.
• Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.
• Aplica los conocimientos científicos para explicar el funcionamiento máquinas de uso común.
• Identifica nuevas aplicaciones de herramientas y productos comunes y diseña y construye prototipos simples para la resolución de problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos.
• Establece la relación entre las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y aquellos rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
• Relaciona y explica la organización del sistema solar y la estructura física del planeta Tierra con fenómenos naturales y patrones climáticos.
• Valora la fragilidad de la biosfera y los efectos de la relación hombre-naturaleza.
• Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, los procesos vitales y el entorno al que pertenece.
• Actúa en la sociedad para favorecer el desarrollo sostenible.
• Integra los conocimientos de las diversas disciplinas para relacionar los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.
• Identifica la importancia del uso y aplicación de las energías alternativas para el desarrollo sostenible.
• Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades experimentales.

En cierto sentido estas 18 competencias vienen a integrar la concepción de las actitudes respecto a las ciencias en el que Gardner menciona dos categorías (Acevedo J. , 2007): actitudes hacia la ciencia y actitudes científicas. Ambas de gran importancia y relevancia, tanto en este trabajo como en la práctica diaria del docente de ciencias naturales. A su vez, para las actitudes marcó tres componentes: el interés por los contenidos científicos, las actitudes hacia los científicos y su trabajo y las actitudes hacia los resultados obtenidos por la ciencia. 

2.6  Competencias docentes y la enseñanza de las ciencias naturales

El enfoque por competencias, necesariamente enfrenta al docente a un cambio en su papel de facilitador y transmisor del conocimiento. Su labor sigue siendo activa, sin embargo con algunos cambios sustanciales a su quehacer diario, mismos que pueden provocar una sensación de rechazo hacia el enfoque actual o bien, la sensación de trabajo adicional y falta de control sobre el proceso de aprendizaje que los alumnos siguen desde su autonomía ya que su rol ha cambiado primordialmente de ser el que transmite el conocimiento a ser el que organiza los procesos (Smith, 1999).
Esto significa que el docente se centrará en (Tobón, 2006):

• Desempeño integral ante actividades y problemas.
• Sociedad del conocimiento (educación contextualizada).
• El aprendizaje.

En su actuación de acuerdo al enfoque por competencias, el docente debe contar con las ocho competencias del Perfil del Docente, además de algunas características y competencias disciplinares del área de ciencias naturales. Antes de entrar en detalle, se hablaría de competencias profesionales que están integradas por atributos personales y atributos personales relacionados al contexto de trabajo profesional cambiante en los que se requiere flexibilidad, a la vez que obedece a los componentes social e individual.
Perrenoud se refiere a cualidades profesionales y capacidades precisas para favorecer el dominio de las competencias de los alumnos. Estas características que menciona, están totalmente relacionadas a las diez nuevas competencias para la enseñanza que se mencionaron con anterioridad. Para ello el docente debe saber administrar la clase, organizar el trabajo en espacios-tiempo, cooperar con sus colegas, padres y otros adultos. Saber crear y administrar situaciones, observar a los alumnos en su trabajo. Y por supuesto, saber evaluar las competencias en proceso de construcción.
Estas capacidades estarán encaminadas a la creación, generación e implementación de actividades y tareas problemáticas que sitúen a los alumnos en distintas situaciones en las cuales desarrollarán su conocimiento y dominarán sus competencias tanto disciplinares como genéricas. Se apuesta al trabajo interdisciplinario y multidisciplinario en el enfoque por competencias, esta es la razón por la que se hace hincapié en la capacidad docente de trabajar en distintos equipos disciplinares y colaborativos.
Posada (2004) señala que las prácticas pedagógicas deben modificarse para:

• Destacar la relevancia y pertinencia de los contenidos aprendidos.
• Evitar el fraccionamiento de conocimientos y favorecer su integración.
• Generar aprendizajes aplicables a situaciones complejas.
• Estimular, facilitar y provocar aprendizaje autónomo personal.

En el enfoque por competencias se da mucho valor a la evaluación en el sentido de buscar la mejor manera de medir, en lo posible, el dominio de una competencia y dejar atrás el examen como único instrumento de evaluación. Además, en este enfoque se especifica que el alumno debe saber en todo momento lo que se espera de él, lo mismo al ser evaluado.
En este mismo sentido, se requiere un mayor apoyo de las autoridades y de un replanteamiento y cambio de actitudes del docente (Argudín, 2005). Por su parte la SEP declara que el enfoque por competencias “rompe con la lógica de la transmisión de conocimientos: la tarea de los profesores es el acompañamiento en el proceso de aprendizaje y el planteamiento de problemas de complejidad creciente en los estudiantes. Implica enfrentar al alumnado a tareas complejas y acompañarlos para la adquisición de los recursos que requieren movilizar” (SEP, Las Competencias Genéricas en el Estudiante del Bachillerato General).
En el mismo documento se hacen las siguientes recomendaciones para el docente:

• Utilizar la informática y la lúdica como apoyo.
• Variar la metodología
• No saturar el currículo con contenidos no significativos
• Dar tiempo al estudiante para que adquiera el conocimiento
• Dar más importancia al aprendizaje que a la nota
• Tomar el error como oportunidad de aprendizaje
• Generar ambientes de cooperación
• Usar problemas reales como material de trabajo
• Hacer trabajo en equipo
• Promover platicas magistrales de temas puntuales
• Utilizar métodos de enseñanza en espiral

En Brasil, se hizo un ejercicio de autocrítica docente en el que se establecieron las competencias de un docente para la educación postsecundaria (Masetto, 1997):

• Se requiere un candidato competente en un ámbito determinado de conocimiento que se actualice constantemente mediante cursos de especialización e investigación.
• Dominio pedagógico en cuanto al proceso de enseñanza-aprendizaje, el profesor como autor intelectual y gestor del currículo; la relación profesor-alumno y alumno-alumno en el proceso de enseñanza-aprendizaje, dominio de la tecnología educativa.
• Conocimiento de la dimensión política en la docencia universitaria.

Concordando con lo antes mencionado por Posada, es importante revisar las actitudes de los propios docentes hacia las ciencias y realizar los cambios que resulten necesarios. “Cualquiera de nosotros podemos lamentar la pasividad de nuestros alumnos y su poca disposición a colaborar, sin darnos cuenta que esos mismos rasgos podrían definir también nuestra actitud ante la solución de muchos de los problemas que aquejan a la realidad educativa de la que formamos parte y a la que contribuimos diariamente” (Gómez & Pozo, 2006).
Adicionalmente, “los responsables de enseñar ciencias necesitan poseer múltiples competencias no sólo en ciencias, sino también en un número relativamente elevado de disciplinas de referencia” (Duit, 2006).
En resumen, se dirá que el papel del docente no es transmitir conocimientos sino propiciar que sus alumnos aprendan. “El docente se constituye en un mediador en el encuentro del alumno con el conocimiento. En esta mediación el profesor orienta y guía la actividad mental constructiva de sus alumnos, a quienes proporciona ayuda pedagógica ajustada a su competencia” (SEP, Las Competencias Genéricas en el Estudiante del Bachillerato General).