EL BAJO RENDIMIENTO ACADÉMICO DE LOS ESTUDIANTES
DE QUÍMICA EN EL BACHILLERATO
Rufino Trinidad Velasco
Instituto de Educación Media Superior del D. F.
RESUMEN
En este trabajo se analizan algunas de las causas del bajo rendimiento escolar de los estudiantes de química en el nivel medio superior. Particularmente, se estudió la influencia de la mala imagen que tienen los estudiantes acerca de la química, así como el nivel de pensamiento lógico-matemático en el rendimiento escolar. Se presentan los resultados obtenidos al trabajar con un grupo de estudiantes del Instituto de Educación Media Superior del plantel Iztacalco.
INTRODUCCIÓN
Cuando pensamos en la química acuden a nuestras mentes conceptos negativos para nuestra salud; la asociamos con la contaminación, la droga y los venenos. Nuestra mente diferencia entre lo natural y lo químico. Hay una cultura tendiente a pensar que todo lo que proviene de la naturaleza es benéfico en detrimento de lo creado por el hombre.
En la literatura podemos encontrar estudios que se refieren a la “quimifobia”, es decir, un temor irracional hacia las sustancias químicas. En estos trabajos se mencionan algunas de las razones por las cuales se genera esta quimifobia, dentro de éstas están: la imagen del “científico loco” o la del “genio maligno”; la acusación a los científicos de ser culpables de desastres tecnológicos y de problemas ambientales tales como la contaminación, el efecto invernadero, la lluvia ácida y la proliferación de pesticidas y de armas y desechos nucleares, entre otros; la falta de consideración de los beneficios vs. riesgos para diversas sustancias químicas, y así. Esta imagen de la ciencia, que en rigor no se corresponde con lo que verdaderamente hacen los científicos, aunque está también muy presente en los medios de comunicación social –un científico es siempre alguien vestido con bata blanca que manipula aparatos en un laboratorio- se mantiene y refuerza mediante la actividad cotidiana en el aula, si bien no siempre se hace de forma explícita.
El término quimifobia surge a finales del siglo XX paralelamente a la disminución en las vocaciones por el estudio de la química en muchos países. En general, la ciencia toda es frecuentemente vista desfavorablemente y hasta temida; esto lo demuestran estudios que se han realizado tanto en Europa como en Estados Unidos sobre la opinión pública al respecto. Incluso en los encuentros de profesores e investigadores a nivel internacional se habla de la necesidad de cambiar la imagen de la química, introduciendo en los cursos los avances más recientes en el área, tales como la posibilidad de medidas nanométricas, la elaboración de nuevos materiales, el diseño de reacciones químicas que no generan desechos contaminantes, etc.
Por otro lado, se han realizado algunos estudios sobre las razones por las cuales a los estudiantes se les dificulta el aprendizaje de la química. Así, por ejemplo, algunos autores plantean que los estudiantes, desde el inicio de sus estudios, no entienden apropiadamente algunos conceptos químicos fundamentales; de tal manera que después no pueden entender los conceptos más avanzados que se construyen sobre aquellos. Esta idea está basada en un modelo cognitivo del aprendizaje, que a grandes rasgos plantea que los aprendices atienden selectivamente al flujo de información que se les presenta y sus preconcepciones determinan la información a la cual ellos pondrán atención. Luego el cerebro interpreta activamente esta información seleccionada y traza inferencias basadas en su información almacenada. Los nuevos significados generados son luego vinculados al conocimiento básico previo del estudiante. Así, el aprendizaje es visto como un proceso cíclico.
Este modelo cognitivo del aprendizaje tiene sus raíces en la teoría del desarrollo intelectual de Piaget, la cual describe a los individuos como participantes activos en su desarrollo intelectual, lo que amplía nuestro conocimiento básico y las perspectivas acerca del proceso de aprendizaje y los enfoques posibles para la enseñanza en el aula. La perspectiva de que los aprendices son participantes activos más que receptores pasivos del conocimiento, desafía el modelo conductista que considera a los estudiantes únicamente como recipientes vacíos y receptores, ampliamente aplicado en muchas situaciones educativas.
La teoría piagetiana es una teoría psicológica del desarrollo intelectual enfocada en el proceso por el cual los individuos desarrollan estructuras cognitivas lógicas y viables que soportan el razonamiento lógico-matemático. Piaget basó su trabajo en las siguientes premisas: i) uno puede aprender acerca de las estructuras mentales internas de otro individuo, los esquemas, por observación directa del comportamiento de ese individuo; ii) el crecimiento intelectual o cognitivo está vinculado integralmente al medio ambiente físico, social y lingüístico del individuo; iii) los humanos, siendo una especie biológica, están motivados intrínsecamente a crecer intelectual o mentalmente por los procesos de organización y adaptación, procesos comunes a todos los organismos.
Los hallazgos y afirmaciones de Piaget están basadas en sus observaciones de niños (desde recién nacidos hasta 18 años aproximadamente) mientras manipulaban o interactuaban con objetos reales o fueron enfrentados con tareas reales que involucraban la transformación de un objeto o situación, o la correspondencia entre objetos o propiedades de los objetos. Los hallazgos de Piaget lo llevaron a ver el desarrollo intelectual como un proceso progresivo que exhibe un alto grado de variabilidad entre los individuos. La identificación y el etiquetado de los períodos de desarrollo fue la plataforma de Piaget para presentar, discutir e ilustrar los principios básicos del proceso de desarrollo continuo y progresivo.
Inicialmente Piaget identificó tres períodos de desarrollo intelectual como ejemplos para ilustrar el balance progresivamente cambiante entre organización y adaptación: el período sensorio motriz, el período de preparación y organización de las operaciones concretas y el período de las operaciones formales. Conforme pasó el tiempo la teoría se desarrolló y se vio que el segundo período abarcaba dos períodos con características distintas que valía la pena discutir por separado: el período preoperacional y el período de las operaciones concretas. Esta serie de períodos jerárquicos de desarrollo se ve mejor como un continuo desde el período sensorio motriz hasta el pensamiento operacional formal, aunque la naturaleza jerárquica de los períodos es invariante. La edad cronológica es meramente una guía usada para identificar las edades más frecuentemente observadas en que los niños, observados por Piaget, realizaron transiciones entre períodos usando sus tareas lógico-matemáticas.
Las diferencias cualitativas en los esquemas mentales y un incremento en el balance entre organización y adaptación (asimilación y acomodación) forman la base para el desarrollo intelectual progresivo en un período y de un período a otro. Cada nivel de operación intelectual superior requiere y es construido sobre la base de esquemas mentales desarrollados durante períodos previos. El incremento en el número de esquemas progresivamente más complejos y los vínculos o conexiones entre esquemas contribuyen a una situación donde la separación entre los períodos operacionales concreto y formal no es tan fácilmente observada como en el período sensorio motriz.
Edad cronológica/años
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Período de Período de Período de
Sensorio - preoperaciones Operaciones Concretas Operaciones
Motriz Formales
Incremento del balance entre la organización y la adaptación
FIG. 1. Representación cualitativa de los períodos de desarrollo
cognitivo de Piaget.
Piaget reconoció que no todos los seres humanos alcanzan el nivel operacional formal del razonamiento lógico-matemático y sugirió que la prueba para ubicar el nivel del estado de desarrollo debe hacerse en un área de interés del individuo. También señaló que aunque una persona puede haber alcanzado el nivel operacional formal, no necesariamente siempre opera al nivel formal para todas las tareas; esto podría deberse a la selección o a una diferencia real en el desarrollo intelectual en diferentes áreas.
La teoría piagetiana identifica la edad cronológica, el conocimiento del contenido, la experiencia, el interés y el medio ambiente social como variables que pueden tomarse en cuenta para explicar las diferencias observables en el funcionamiento intelectual entre individuos. Desde la perspectiva piagetiana, el crecimiento cognitivo ocurre independientemente de cualquier enseñanza formal, aunque la enseñanza y el soporte de un medio ambiente favorable pueden ser factores que faciliten el crecimiento del desarrollo intelectual.
Otras de las causas que se han señalado en la literatura sobre didáctica de las ciencias para explicar las dificultades en el aprendizaje de la química son las siguientes: la existencia de diferentes niveles de descripción de la materia: macroscópico y microscópico, con diferentes entidades y conceptos asociados a cada uno de ellos; la barrera principal para entender la química, sin embargo, no resulta de la existencia de estas formas de representación de la materia (la macroscópica y la microscópica) sino que su enseñanza se realiza, predominantemente, en la forma más abstracta: la representación con símbolos químicos, fórmulas y ecuaciones químicas; debemos considerar que la mirada microscópica implica una abstracción mayor que la correspondiente a la macroscópica y el grado de abstracción crece aún más cuando nos situamos en esta última forma representativa, la simbólica. Lo corriente en la enseñanza de la química es pasar rápidamente a estas representaciones sin demasiada preocupación por la articulación con las otras maneras.
En este mismo sentido, habría que tomar en cuenta los resultados de estudios sobre los estilos de aprendizaje de los estudiantes, tales como el de Schroeder, quien en un estudio de 15 años en el cual involucró a miles de estudiantes, identificó cuatro estilos básicos de aprendizaje y sus características: activo concreto, reflexivo concreto, activo abstracto y reflexivo abstracto. La mayoría de los profesores prefieren un patrón reflexivo abstracto y sólo alrededor de un 10 % de ellos prefieren patrones de aprendizaje concretos; sin embargo, la mayoría de los estudiantes en el aula tienen un estilo de aprendizaje diferente al del instructor y uno que no es preferido por éste.
También se ubican como causas en la dificultad del aprendizaje de la química, el uso de diferentes modelos y teorías en sucesivas versiones a lo largo de la enseñanza media; la necesidad ineludible de comprender la naturaleza de los modelos para poder implicarse en su elaboración, utilizarlos apropiadamente y ser consciente de su carácter instrumental y evolutivo. Podrían mencionarse otras causas, por ejemplo, las relacionadas con el profesor que imparte la asignatura, con las condiciones generales en las cuales el estudiante se desenvuelve, etc.
Semestre tras semestre los estudiantes del bachillerato del IEMS tienen problemas para cubrir la asignatura de química, lo cual va incrementado el rezago en esta asignatura y hace necesario abrir cursos de recursamiento o módulos durante todo el semestre, además de que genera un retraso significativo en el proceso de certificación del estudiante, lo que incrementa el costo de su estancia en la institución. Habría que preguntarse si algunas de las causas del rezago académico en la asignatura de Química en el bachillerato del IEMS, son la mala imagen que se tiene de esta ciencia y el nivel de abstracción necesario para comprender algunos conceptos. Entender los factores que intervienen en este rezago académico en la asignatura, nos permitiría plantear algunas soluciones de tipo pedagógico que ayudarían en parte a reducir el gasto de recursos materiales y humanos en la formación del estudiante en este sistema de bachillerato.
De esta manera, se parte del supuesto de que existe una relación directa entre la mala imagen acerca de la química del estudiante y su bajo nivel de abstracción, con el bajo rendimiento escolar en la asignatura.
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
Objetivo
Determinar si la mala imagen acerca de la química del estudiante y su bajo nivel de abstracción son causas del rezago académico en la asignatura de química en el bachillerato del IEMS.
Tareas
Se utilizó un cuestionario que constó de dos partes: una sobre la opinión que tienen los estudiantes acerca de la química y otra sobre el nivel de pensamiento lógico-matemático de los mismos (ver anexo 1). La primera parte constó de preguntas de opción múltiple donde el estudiante podía elegir más de una opción entre opiniones buenas y malas acerca de la química. La segunda parte constó de ejercicios de lógica-matemática del tipo abierto. Este cuestionario se aplicó al inicio del semestre escolar.
Por otro lado, al final del semestre escolar se registró el avance académico de cada uno de los estudiantes participantes en el estudio; con lo cual pudo obtenerse el porcentaje de estudiantes que cubrieron la asignatura, el de los que no la cubrieron pero tienen que cursar módulos extras y el de los que tienen que recursarla.
Participantes
La población corresponde a los estudiantes que cursan la asignatura de Química I en el período 2007-2008A en el plantel “Felipe Carrillo Puerto” del IEMS, la cual es de aproximadamente 220 jóvenes. El tamaño de la muestra fue de 28 estudiantes seleccionados aleatoriamente y esta integrada por mujeres y hombres equitativamente, incluyendo estudiantes de ambos turnos de la escuela y cuyo avance académico es regular, esto es, que han cubierto un mínimo de asignaturas del 70 % en el primer año de su estancia en la escuela. En la muestra no se incluyeron estudiantes que al mismo tiempo que están estudiando, también laboran; ni aquellos cuya edad rebasa los 20 años o han estado anteriormente en otro sistema de bachillerato.
Análisis de datos
Los resultados del instrumento aplicado se codificaron para su manejo más fácil; así, respecto a la imagen de la química, las respuestas favorables y desfavorables se ponderaron para obtener una escala desde una imagen muy mala (MM) hasta una muy buena (MB). De la misma manera en cuanto a los resultados sobre el pensamiento lógico-matemático se obtuvo una escala similar.
Las variables independientes del estudio fueron: 1) Imagen que tiene el estudiante acerca de la química, la cual es manejada en una escala ordinal; 2) La capacidad de abstracción, por medio del pensamiento lógico-matemático, con que cuenta el estudiante, la cual es manejada en una escala ordinal; mientras que la variable dependiente fue el nivel de avance académico del estudiante, manejada también en una escala ordinal.
RESULTADOS
Imagen de la química.
En la figura 1 se presentan los resultados acerca de la opinión que tienen los estudiantes sobre la Química. Podemos ver que alrededor del 43 % tiene una opinión regular, mientras que el 43 % tiene una opinión mala y solamente el 14 % tienen una opinión buena o muy buena.
Fig. 1. Opinión de los estudiantes acerca de la
Química
El pensamiento lógico-matemático.
En la figura 2 pueden observarse los porcentajes del nivel de desempeño en la resolución de ejercicios del tipo lógico-matemático de los estudiantes participantes en el estudio. Un 67 % cae en el nivel de regular a bueno, mientras que el 33 % tiene un nivel de malo a muy malo.
Fig. 2. La habilidad de pensamiento lógico-matemático
de los estudiantes.
El rendimiento escolar de la población estudiada.
Figura 3. Porcentaje de estudiantes que cubren [c] la asignatura,
cursan módulos [M] o recursan [R].
La figura 3 muestra los resultados del rendimiento escolar de los estudiantes durante el semestre estudiado. Un 61 % de estudiantes cubrió la asignatura, mientras que un 25 % de ellos tiene que cursar por lo menos un módulo para alcanzar esta meta y un 14 % tiene que recursar completamente.
La relación entre de la mala imagen de la química y el pensamiento lógico-matemático con el rendimiento escolar de los estudiantes.
En la tabla 1 se presenta un resumen de los resultados anteriores, a primera vista podríamos decir que no existe una relación directa entre la opinión que tienen los estudiantes acerca de la química y su rendimiento escolar, ya que si bien el 43 % de los estudiantes tiene una mala imagen de la química, solamente el 14 % de estudiantes tiene que recursar la asignatura; mientras que, aunque solamente un 14 % tiene una buena imagen de la química, el 61 % cubrió totalmente los objetivos de la asignatura.
Tabla 1. Resumen de resultados sobre opinión acerca de la química, pensamiento lógico-matemático y rendimiento escolar de estudiantes de química
| Opinión sobre la química | Pensamiento lógico-matemático | Rendimiento escolar |
| Mala 43 % | Nivel bajo 33 % | Bajo 14 % |
| Regular 43 % | Nivel regular 25 % | Regular 25 % |
| Buena 14 % | Nivel alto 42 % | Alto 61 % |
Por otro lado, en cuanto a la relación entre el pensamiento lógico-matemático y rendimiento escolar, existe una tendencia similar, aunque no es tan clara como en la anterior, ya que si bien un 33 % de estudiantes tiene un nivel bajo de pensamiento lógico-matemático, solamente un 14 % tendrá que recursar la asignatura; en el otro extremo tenemos que un 42 % de estudiantes alcanzó un nivel alto de pensamiento lógico-matemático, mientras que un 61 % cubrió completamente los objetivos de la asignatura. Es más, los porcentajes de nivel regular tanto en el pensamiento lógico-matemático como en el de rendimiento escolar, coinciden plenamente, 25 %.
Al realizar la prueba de c2 (ver anexo) tomando en cuenta cuatro grados de libertad y un nivel a de 0.01, el valor critico es de 13.277, comparado con el valor de c2 de 74.83 para el caso de la opinión de los estudiantes acerca de la química, podemos rechazar la hipótesis de que la mala imagen que se tiene de la química tiene una relación directa con el rendimiento escolar en la asignatura. De la misma manera, el valor de c2 para el pensamiento lógico-matemático toma un valor de 93.48, con lo que no podemos decir que el nivel de pensamiento lógico-matemático tenga una relación directa con el rendimiento escolar en la asignatura.
CONCLUSIONES
Existen diversas causas por las cuales los estudiantes del nivel medio superior llegan a tener un bajo rendimiento escolar en los cursos de química; varias de estas causas se mencionaron en la introducción de este trabajo. Aquí se exploraron dos de ellas: la opinión acerca de la química y el nivel de pensamiento lógico-matemático que tienen los estudiantes del bachillerato del Instituto de Educación Media Superior, plantel Iztacalco.
A diferencia de lo que se pensaba, los estudiantes que participaron en este estudio no mostraron una relación directa entre los factores arriba mencionados y su rendimiento escolar. De tal manera que es necesario seguir estudiando a esta población, para tratar de esclarecer los orígenes del bajo rendimiento escolar que presentan algunos estudiantes en los cursos de química.
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[1] J. Gómez, Por qué no es popular la química, 1991; G. B. Kauffman, Quimifobia, 1992; P. Laszlo y A. Greenberg, Falacias acerca de la Química, 1991; M. Rius de Riepen, Quimifobia e Ignorancia, 1991.
[3] M. Rius de Riepen, Quimifobia e Ignorancia, 1991. p. 21.
4 P. Laszlo y A. Greenberg, Falacias acerca de la Química, 1991, p. 29.
