Diseño, aplicación y evaluación de una propuesta didáctica para trabajar la temática de la energía en Educación Primaria

Resumen

El origen de este trabajo se sitúa en la confluencia de tres elementos: nuestra constante preocupación por mejorar lo que hacemos; la puesta en marcha de un nuevo currículo oficial; y nuestra Tesis de Maestría en el Máster de Investigación en Educación Infantil y Primaria de la Universidad de Murcia. De estos elementos nos surgieron preocupaciones y cuestiones que obviamente no son fáciles de responder y, menos aún, en un solo trabajo. Por ello, en esta Tesis doctoral, nos planteamos cómo podíamos diseñar, aplicar y evaluar una propuesta de enseñanza en la asignatura del Conocimiento del Medio en el tercer ciclo de Educación Primaria. Nos centramos en conocimientos importantes en la formación básica de un ciudadano: la producción, el consumo y el ahorro de los recursos energéticos. Para facilitar nuestro estudio, establecimos tres Problemas Principales: P.P.1: ¿Cuáles son los conocimientos iniciales que posee nuestro alumnado de tercer ciclo de Educación Primaria sobre la temática del consumo y ahorro energético, y la problemática derivada del uso de las fuentes de energía? P.P.2: ¿Cómo se desarrolló la puesta en práctica de la propuesta de enseñanza sobre el consumo y ahorro energético, y la problemática derivada del uso de las fuentes de energía? P.P.3: ¿Qué efectos produjo la propuesta ensayada en el aprendizaje del alumnado? ¿Cómo fue valorada por el alumnado, usuario de dicha propuesta? Analizamos el currículo oficial (del MEC y de Andalucía) y revisamos las contribuciones sobre la enseñanza y el aprendizaje de la Energía y las investigaciones que se han ocupado de propuestas de trabajo (unidades didácticas, actividades¿) en la enseñanza de las Ciencias en Educación Primaria. En base a las mismas, establecimos nuestras hipótesis a verificar y nuestro plan de trabajo. Desde el punto de vista empírico, el diseño de investigación utilizado es el ensayo de una propuesta experimental con pretest, seguimiento y postest. Se trabajó con una muestra incidental (clase de 6º de EP de un CEIP). Se describen los participantes: las características del profesor, del alumnado y las del centro donde se realizó la experiencia. Diseñamos una Unidad Didáctica dividida en dos módulos de aprendizaje: el consumo y ahorro energético; y la problemática del uso de las fuentes de energía. Para planificar nuestra propuesta, utilizamos un modelo de planificación basado en siete tareas: presencia del tema en el contexto, análisis de los contenidos científicos, problemática que tiene el aprendizaje de los mismos, elección de los objetivos de aprendizaje a la vista de los análisis anteriores, identificación de las competencias y subcompetencias a las que contribuye, establecimiento de una secuencia de actividades coherente con unos principios metodológicos de tipo constructivista y elección de unas estrategias de evaluación. Obviamente se elaboraron todos los materiales y recursos que la unidad didáctica demandaba. Se diseñaron unas pruebas con diferentes unidades de análisis. En el pretest, eran: energía y tipos; aparatos que consumen energía; recibo de la luz; ahorro energético; fuentes de energía no renovables; fuentes de energía renovables; e impacto ambiental de las fuentes de energía. En el postest, además de las anteriores, se añadieron cuestiones sobre experiencias realizadas en la propuesta (sobre el generador electromecánico y sobre el molinete). Por último, también utilizamos un cuestionario con el fin de que el alumnado valorara la experiencia realizada. Para realizar el seguimiento, se han utilizado dos instrumentos. Por un lado, el diario del profesor, en el que hemos recogido la percepción "primera" del docente sobre lo acontecido. Por otro, se analizaron las respuestas de los estudiantes a las cuestiones de sus cuadernos de trabajo; este se ha realizado de cada actividad individualmente y asociadas por competencias comunes. Resultados respecto al Problema Principal Uno - En relación con el Cuestionario 1 del pretest, las cuestiones con mejores resultados han sido "Nombra seis aparatos que consuman energía" (2.4) y "Di tres cosas de las que hagas habitualmente que necesiten energía" (2.2a). Ambas se refieren a la subcompetencia "inferencia a partir de un texto: ejemplos de hechos, objetos y fenómenos cotidianos". - En sentido contrario, la que obtuvo peores resultados fue "¿Sabes qué es la potencia contratada en el recibo de la luz?" (2.3). Esta se refiere a la subcompetencia "significado de términos". Tampoco fueron buenos los resultados de "¿Por qué hay que ahorrar energía?" (2.1a) y "¿Qué piensas de la afirmación "si se necesita más energía, el problema se resuelve con más centrales?" (2.1b). Ambas fueron categorizadas como "inferencias próximas al texto: posicionamiento argumentativo"; existían problemas en la comunicación escrita que obviamente inciden en este tipo de subcompetencias. - En relación con el Cuestionario 2, la cuestión con mejores resultados ha sido "¿Qué coche crees que contamina menos, el de Mortadelo o el de Filemón?" (18.3a). Se refieren a la subcompetencia "inferencias a partir del texto y de la imagen: ejemplos cotidianos de objetos, hechos y fenómenos". - En sentido contrario, la que obtuvo peores resultados fue "¿Por qué [crees que contamina más el coche de Filemón]?" (18.3b), que se refiere a la subcompetencia "inferencia lejana o posicionamiento argumentado". Este tipo de exigencias resultan bastante complejas para nuestros alumnos. - Globalmente, los resultados en el Cuestionario 2 fueron más deficientes que en el 1; los contenidos eran más desconocidos. Además se identificaron cuatro grupos con diferencias importantes entre ellos. - Nuestros alumnos presentaban resultados adecuados en algunas subcompetencias como "inferencia a partir de un texto: ejemplos de hechos, objetos y fenómenos cotidianos" e "inferencias a partir del texto y de la imagen: ejemplos cotidianos de objetos, hechos y fenómenos". Sin embargo, tenían dificultades en "inferencia lejana o posicionamiento argumentado", "significado de términos" o "inferencias próximas al texto: posicionamiento argumentado", debido a sus escasos conocimientos sobre la temática, a sus problemas de expresión escrita y a la dificultad de los contenidos tratados. En consecuencia podemos afirmar que: El alumnado tenía conocimientos respecto el consumo y ahorro energético y sobre la problemática del uso de las fuentes de energía pero eran insuficientes y, sobre todo, poco estructurados. Resultados respecto al Problema Principal Dos a) respecto al diario del profesor: - En las actividades de explicitación -Act. 2 y 18- se ha detectado una sensible evolución en su desarrollo; en concreto, una menor dificultad para llegar a acuerdos o una mejora en la expresión de los mismos. No obstante, se ha mantenido una cierta distancia entre la riqueza de lo que discutían y lo que plasmaban en los murales. - El uso del power point en las explicaciones ha sido positivo. Parece que el apoyo en la información (textual e icónica) contenida en las diapositivas ha clarificado nuestra intervención. Por otro lado, han favorecido que el alumnado participara en el proceso de construcción de conocimientos, planteando preguntas y curiosidades. No han tenido problemas con la decisión de no usar el libro de texto. - Las actividades fuera del aula han sido: individuales (cálculo del consumo personal) y en grupos (elaboración de videos, la Ecoauditoría, participación en Consumópolis y experiencias con el coche solar). Ambas han sido muy interesantes y aparentemente parecen las mejor valoradas. Además de la alta participación e implicación del alumnado, se han realizado en un ambiente de buenas relaciones personales, probablemente al tener una tarea compartida. El alumnado estaba "a gusto". - Mayor diversidad se ha observado en las tareas de papel y lápiz (recibo de la luz, elección del coche idóneo, búsqueda de aparatos con combustibles fósiles, contraste entre fuentes de energía y análisis de noticias de prensa). Las exigencias matemáticas pueden haber condicionado algo el desarrollo de estas actividades. También puede haber influido el hecho de que son las "menos novedosas" de las planteadas. En cualquier caso, no tenemos claros los motivos de la heterogeneidad. - Sus dificultades en la utilización de Internet (medidas de ahorro, consumo de los coches y fuentes de energía en libros vivos) han sido mayores de lo esperado. En esta situación ha influido, sin duda, sus limitaciones en la comprensión lectora y en que Internet no está diseñado para niños (en el mejor de los casos, para la ESO). A pesar de nuestras orientaciones y de que se les pedía que fueran a páginas concretas, el contenido de las mismas no estaba planteado para sus características. - La utilización de audiovisuales (video casero de los contadores de luz, campaña publicitaria de la selección española de fútbol, visionado de los vídeos del Foro Nuclear y de Greenpeace, y disyuntiva frente a la sostenibilidad) han sido también muy bien recibidos. Se aprecia un "cierto hábito" para procesar y utilizar la información contenida en este formato. Además, la novedad que supone su incorporación al aula ha podido motivar más, si cabe, hacia lo que debían realizar. - No han tenido dificultades en la realización de las experiencias de laboratorio (generador electromecánico, molinete eólico, coche solar) salvo en la "pila de limones". Sí las han tenido a la hora de contestar las cuestiones que les planteamos en torno a las mismas. Pueden haber influido las limitaciones en la comunicación escrita a la que hemos aludido pero también es posible que la complejidad de alguna de ellas haya acrecentado sus exigencias cognitivas. - Inicialmente se detectaron problemas en los trabajos en grupo, sobre todo, para llegar a acuerdos. Posteriormente, a lo largo de la intervención, esta limitación se ha ido subsanando; lo hemos podido apreciar en las Cuestiones 2.6, 16.6 y 18. - La actividad de revisión realizada -no se realizó la última- cumplió su finalidad porque los alumnos percibieron qué errores y desconocimientos tenían al principio de la Unidad y se sorprendieron de sus avances en tan poco tiempo. Pero, además de aprender el contenido científico, también percibieron que había cambiado su forma de expresarse, de presentar trabajos, de colaborar en grupo¿ - Globalmente, se han producido cambios muy positivos: dinámica de trabajo en los grupos, calidad de las argumentaciones y explicaciones realizadas verbalmente, escaso número de preguntas aclaratorias (un indicador de la comprensión de lo que les pedíamos)¿ pero, sobre todo, un extraordinario ambiente de clase. Hemos percibido que el alumno participaba y se implicaba activamente en las actividades, que mantenía una actitud de "cierta expectación" para ver por "dónde salíamos", que disfrutaba con lo que se hacía porque posiblemente lo veía útil e interesante, que se han sentido importantes en algunos momentos, que se creó una conciencia de grupo más allá de una simple colaboración entre iguales, que el entusiasmo traspasaba las paredes del aula (los otros profesores, el centro, los padres¿). En apariencia, la propuesta ha resultado muy gratificante para el maestro. En consecuencia podemos decir: La aplicación en el aula de la propuesta favorece una evolución adecuada de los conocimientos de los alumnos sobre el consumo y ahorro energético, y la problemática derivada del uso de las fuentes de energía, según el diario del profesor. b) respecto a las hojas de trabajo del alumnado: - En el análisis de los resultados de las dos unidades de nuestra propuesta didáctica hemos observado que los alumnos han obtenido unos resultados más adecuados en la primera unidad; creemos que esto puede deberse a la mayor complejidad de los contenidos tratados en la segunda. - Hemos identificado grupos en función de los rendimientos para la primera unidad, la segunda y para el total de la Unidad Didáctica. Se han establecido cuatro grupos en cada caso pero no ha existido una estabilidad; ha habido fluctuaciones que, con los datos que tenemos, no podemos justificar. - El análisis de las actividades de seguimiento realizado fue eminentemente descriptivo, aunque vimos necesario aplicar técnicas estadísticas con los datos cuantitativos. Así, nos encontramos con unos resultados que nos aportaron unos valores esperados sobre el proceso de construcción del conocimiento que reafirmaron que nuestra propuesta tuvo un rendimiento aceptable y homogéneo. - Con respecto a los resultados de las actividades de seguimiento de la primera unidad, las actividades con mejores resultados han sido: "Realiza fotografías sobre hechos o situaciones cotidianas en las que se produzca una transformación de la energía¿" (Act. 4), donde hemos trabajado diferentes tipos de transformaciones de energía. En la cuestión 8, que planteábamos "Mira los recibos de la luz de Mortadelo y Filemón, responde a unas cuestiones¿", hemos trabajado diferentes conceptos del recibo de la luz. Y, por último, otras actividades con resultados satisfactorios fueron las Act. 9, 13 y 15, donde se trabajaron aspectos relacionados con el consumo y el ahorro energético. - Por el contrario, las cuestiones que obtuvieron peores resultados en la primera unidad fueron "¿Qué pagaría Mortadelo si aumenta el consumo a 300 Kwh?" y "¿Cuánto se ahorraría Filemón si disminuye a 300 Kwh?" (Act. 8.5 y 8.6), debido a un error nuestro en no percibir el aumento del consumo en los impuestos. Y la cuestión 12 "Propón 5 actuaciones que harías tú para mejorar el consumo y aumentar el ahorro en tu casa o en el colegio, para ello consulta la web www.idae.es", debido a las dificultades del uso de Internet por alumnos de estas edades. - En relación con la segunda unidad, las cuestiones con mejores resultados han sido: "Mira la web www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1080 y averigua cómo funcionan las centrales de energías renovables" (Act. 25), donde hemos trabajado las partes y funcionamiento de centrales de energía renovable. En relación con las actividades de Aplicación, todas han tenido unos resultados positivos -por ejemplo Act. 19, 26, 27 y 28-, exceptuando alguna donde sí han tenido alguna dificultad (Act. 19.5, 26.3, 26.3a, 27.1c), en todas ellas hemos trabajado actividades prácticas y divertidas sobre la energía solar y eólica, generadores eléctricos o la realización de una pila con limones. Sin duda, otro de los resultados positivos de esta unidad, ha sido la adquisición de un vocabulario más técnico y científico, consecuencia de la dificultad y novedad de los contenidos. - En sentido contrario, las que obtuvieron peores resultados en la segunda unidad fueron "Busca 5 objetos, aparatos, máquinas¿ que podemos encontrar en el colegio o en nuestra casa que funcionen con gas, petróleo o carbón¿" (Act. 21), debido a que en el cuadro que le pusimos para responder le faltaba una columna donde poner el nombre del aparato, con lo cual muchas de las respuestas no eran las que esperábamos. Queremos destacar la cuestión 31.2 "¿Cuál es el significado de una serie de términos?", por su alto número de abstenciones y sus cortas respuestas. - Para analizar los resultados globales de las actividades de seguimiento hemos creado tres variables ("Segui1", "Segui2" y "SeguiTotal") que representan los rendimientos del alumnado en la primera y segunda unidad, y en el total de la propuesta. Una vez analizados los datos podemos decir que en Segui1, algo más del 70% del alumnado está entre 0.5 y 0.6; en Segui2, el 65% se mueve en dichos rendimientos; y en SeguiTotal, también el 65%. Observando estos valores podemos establecer cuatro subgrupos en los participantes en cada una de las variables analizadas. - Calculando el valor del coeficiente de correlación de Spearman, entre los valores de "Segui1" y "Segui2", se obtiene un valor altamente significativo ? = 0.78 (p = 0.00). Si a su vez, calculamos el valor de la T de Wilcoxon entre estas mismas variables, se obtiene un valor pequeño de Z= 0.36 (p = ns), que nos permite afirmar que no hay diferencias significativas. Produciéndose un rendimiento medio y una desviación típica Media de "SeguiTotal"= 0.54 ?= 0.59; con lo cual, podemos reafirmar que el rendimiento ha sido aceptable -en el proceso de construcción- y bastante homogéneo. - En cuanto al análisis de los resultados respecto a las Competencias Básicas en las actividades de seguimiento, desde el punto de vista de las cuatro variables analizadas (CL, EXP, IAI y MAT), se obtuvieron los mejores rendimientos en las variables IAI y MAT, aunque en la primera estos resultados eran más esperables que en la segunda variable -MAT- con la que nos llevamos una grata sorpresa. - Siguiendo este mismo análisis cuantitativo de resultados respecto a las Competencias Básicas, y cruzando las cuatro variables mencionadas, encontramos relaciones significativas respecto a los datos de las hojas de trabajo de los alumnos; dándose la relación más alta entre las variables -CL y EXP-. - En líneas generales, hemos diseñado y llevado al aula una propuesta didáctica con la que creemos haber conseguido las metas planteadas aunque, como es evidente, con la puesta en práctica nos hemos dado cuenta de que necesitamos cambiar y/o modificar ciertos aspectos materiales y metodológicos. Por supuesto, todas ellas se tendrán en cuenta para futuras investigaciones. - Globalmente podemos decir que nuestra intervención ha producido efectos positivos en el proceso de construcción del aprendizaje del alumnado, aunque es obvio que éste no ha sido homogéneo. En consecuencia podemos decir: La aplicación en el aula de la propuesta favorece una evolución adecuada de los conocimientos de los alumnos sobre el consumo y ahorro energético, y la problemática del uso de las fuentes de energía, según las hojas de trabajo del alumnado. Resultados respecto al Problema Principal Tres a) respecto al postest - En relación con el postest, las cuestiones que han tenido unos resultados más satisfactorios han sido "¿Quién ha contratado una potencia mayor Astérix u Obélix?", "¿Quién ha alquilado el contador Astérix u Obélix?", "¿Quién ha consumido más Astérix u Obélix?" y "¿Quién ha pagado más impuestos Astérix u Obélix?" (Act. 1.1, 1.2, 1.3 y 1.4), todas ellas se refieren a las subcompetencias "localización de información matemática en un documento", "inferencia directa a partir de datos". Las cuestiones "Di qué tipos de energías están consumiendo en cada dibujo" y "Di qué transformaciones de energía se están produciendo en cada caso" (Act. 2.1 y 2.2), ambas se refieren a la "interpretación de una información visual o icónica". La cuestión "Di tres actuaciones para ahorrar en el recibo de la luz del Colegio" (Act. 2.3), categorizada como "inferencia a partir del texto: acciones y actuaciones". La cuestión "¿Qué es la dinamo de una bicicleta? ¿Para qué sirve?" (Act. 3.6), se refiere a la "aplicación de hechos cotidianos". Y, por último, las preguntas "cómo subirías el recipiente; hazlo" y "cómo lo subirías más rápido; hazlo" (Act. 5.1 y 5.2), que se refieren a la "realización de montajes o experiencias". - En sentido contrario, las que obtuvieron peores resultados fueron "¿Por qué crees que ocurre esto [al mover la rueda, se enciende la bombilla]?" (Act. 3.3), categorizada como "interpretación de una observación" a partir de una experiencia realizada por el profesorado delante del alumnado, ya que exige la puesta en juego de concepciones y conocimientos conceptuales más estructurados. Tampoco fueron buenos los resultados de "Di repercusiones sociales del uso de las energías renovables (calidad de vida, contaminación¿)" (Act. 4.1), que se refiere a "inferencia a partir de audiovisual: posicionamiento argumentado"; creemos que como consecuencia de que las actividades prácticas se habían trabajado muy de pasada y sin profundidad en ciclos anteriores. - Podemos destacar que nuestro alumnado ha presentado unos resultados adecuados en un mayor número de subcompetencias que en el pretest, como en: "localización de información matemática en un documento", "inferencia directa a partir de datos", "interpretación de una información visual o icónica", "inferencia a partir del texto: acciones y actuaciones", "aplicación de hechos cotidianos" y "realización de montajes o experiencias". En la misma línea, éstos han presentado menos dificultades que en el pretest, concretamente en las subcompetencias "interpretación de una observación" e "inferencia a partir de audiovisual: posicionamiento argumentado". - Para realizar un análisis cuantitativo contrastando los resultados del pre y postest, creamos del pre y postest dos variables de cada uno de ellos. De la suma aritmética de los valores obtenidos en el Cuestionario 1 y en el Cuestionario 2 del pretest, obtuvimos las variables "total de la unidad uno en el pretest" y "total de la unidad dos en el pretest". En cuanto al postest, con la suma aritmética de los resultados obtenidos en las pruebas 1 y 2 obtuvimos la variable "total de la unidad uno en el postest", y de la suma aritmética de los resultados obtenidos en las pruebas 3, 4 y 5, obtuvimos la variable "total de la unidad dos en el postest". - La diferencia en el número de ítem suponía que no pudieran ser comparables los resultados. Por ello, calculamos los rendimientos, que sí son comparables, ya que estos tienen un valor igual o inferior a 1. Por lo tanto, podemos destacar que se ha producido un rendimiento medio y una desviación típica Media de la variable "Rendimiento total" en el Pretest de 0.29 ?= 0.60, y de 0.65 ?= 0.78 en el Postest. Si a su vez, calculamos el valor de la T de Wilcoxon para estudiar la significación de las diferencias, se obtiene un valor de Z que nos permite afirmar que no hay diferencias significativas Z= -3.62 ?= .000, es decir, que existe una evolución positiva y estadísticamente significativa respecto a los valores iniciales, tanto en cada una de las unidades didácticas como globalmente en la propuesta. - Una vez analizados los resultados, podemos decir que los valores iniciales de la primera unidad son mejores que los de la segunda. Tienen una mayor variabilidad (creemos que la influencia familiar es menos homogénea que la del contexto más próximo). Una posible interpretación puede ser, que en dicha unidad los contenidos están más arraigados a la familia. Por el contrario, en la segunda unidad están más establecidos en la sociedad (prensa, radio, TV¿), pero más alejado del mundo infantil. - Los resultados finales obtenidos en ambas unidades mantienen la tendencia anterior (mejores en la primera que en la segunda). Sin embargo, la variabilidad se ha reducido por el efecto homogenizador que tiene cualquier intervención educativa con cierto impacto en el alumnado. Con todo ello, progresos en ambas unidades, aunque los valores de las variables "rendimiento total" son más altos en el postest que en el pretest, tanto en los resultados parciales de cada unidad como en los totales. En consecuencia, podemos decir: Los conocimientos del alumnado, respecto al consumo y ahorro energético, y la problemática derivada del uso de las fuentes de energía, después de la aplicación de la metodología ensayada, son más estables, más estructurados y han mejorado adecuadamente desde un punto de vista científico. b) respecto a la valoración del alumnado - Para ellos, ha sido una experiencia académica e investigadora productiva y divertida, y a la cual se han involucrado tanto ellos como sus familias, aspecto este a destacar por la alta implicación que tuvieron en la propuesta y las ganas de aprender y descubrir nuevos aprendizajes. - Del análisis del cuestionario podemos extraer una de las conclusiones más categóricas: entre el grupo y el docente ha habido muy buena conexión. - Otra de las conclusiones que nos ha aportado el cuestionario, es la introducción en la Competencia "Aprender a aprender". Quizás haya sido la única Unidad Didáctica donde hayan visto un sentido práctico y real a lo aprendido, con una intencionalidad clara, y sin las "ataduras oficiales" de los libros de texto o de una organización "formal" en clase de Conocimiento del Medio. - Estos resultados tan satisfactorios tienen un fuerte pilar en las ganas, en la predisposición y en el interés de estos alumnos por la materia a enseñar y por la metodología que llevamos al aula. En consecuencia, podemos decir que: La aplicación en el aula de nuestra propuesta propicia una valoración positiva por parte del alumnado. Para terminar, creemos honestamente que se ha logrado un gran progreso gracias a la propuesta didáctica aunque, lógicamente, se aconseja seguir trabajando esta temática durante esta y sucesivas etapas educativas, y que nuestra propuesta pueda servir como punto de partida o de reflexión de muchas otras.