La investigación en enseñanza de la teoría cuántica en los niveles medio, de formación docente y en carreras universitarias es un tema de actualidad. Aquí presentaremos algunos de nuestros estudios sobre este tema, los cuales fueron realizados junto a otros colegas en España, Argentina y Colombia, en ese orden temporal. La metodología utilizada fue el análisis de los currículos vigentes de nivel medio y de formación docente, de libros de textos y entrevistas semi estructuradas a docentes. A ello, se suma una reflexión sobre algunas propuestas de transformación didáctica de las que hemos participado. Es muy interesante el hecho de que, más allá de las diferencias en tiempos y sistemas formativos, parece haber mucha similitud en las dificultades encontradas en la realidad educativa de esta temática. Las mismas radican tanto en la presencia de fuertes preconcepciones como en la carencia de abordajes complejos que puedan facilitar su evolución.
Este artículo de investigación presenta los resultados parciales, correspondientes a la primera hipótesis de la investigación doctoral: “Enseñanza de la estructura atómica de la materia en Colombia”. Para ello se presenta un análisis de los Lineamientos Curriculares y los Estándares Básicos de Competencias establecidos por el Ministerio de Educación Nacional y los resultados iniciales del análisis de libros de texto utilizados por docentes colombianos en la enseñanza de esta temática. Se adopta una metodología de análisis documental, que permite concluir que los documentos emitidos por el Ministerio de Educación Nacional no hacen referencia clara y específica a la enseñanza de la Teoría Cuántica y las ciencias modernas y contemporáneas en general, dejando libertad al docente de asumir o no la Teoría y la profundidad con que se haga. Por otra parte, en los libros de texto no se evidencia la Teoría Cuántica como referente teórico necesario en esta unidad didáctica y existen vacíos y errores conceptuales.
Este artículo es resultado de la investigación desarrollada dentro del proyecto macro titulado: Enseñanza de la Estructura Atómica de la Materia. La metodología seguida es una adaptación de las metodologías utilizadas en la realización de estados del arte, que se realiza en dos fases: una heurística, o de recopilación de la información, y una fase hermenéutica, que corresponde al análisis de la información y consolidación de la reflexión. El problema planteado es una enseñanza de la Estructura atómica de la materia simplista y de poca profundidad, que no toma como base la Teoría Cuántica. El documento establece un breve recorrido por la historia de la filosofía y la historia de las ciencias, desde la Grecia Antigua hasta inicios del siglo XX. Parte de la epistemología de Tomas Kuhn, la dinámica de la “ciencia normal” y la disrupción que generan las “revoluciones científicas” y cómo deberían tomarse en cuenta en la enseñanza de la Teoría Cuántica. Dentro de los quiebres epistemológicos que se describen están: el atomismo de Demócrito, el paso del modelo geocéntrico al modelo heliocéntrico y la ruptura en el pensamiento que significa el advenimiento de la Teoría Cuántica, con énfasis en la posibilidad de asumir estas rupturas para la enseñanza de esta teoría. Concluye con la necesidad de una enseñanza que asumiera la historia de las ciencias y la filosofía, con un acento en los quiebres epistemológicos que el paso de un paradigma a otro requiere, especialmente en el quiebre que demanda la Teoría Cuántica y el indeterminismo que le subyace.
En el artículo se analiza cómo se presentan conceptos cuánticos en la unidad de “Estructura atómica de la materia” en los libros de texto de grado décimo en el área de química. El objetivo es indagar si en esta unidad se realiza la transposición de conceptos cuánticos básicos relacionados con la estructura atómica de la materia y cómo se hace. Para ello, se trabajó desde una metodología de análisis de contenido, con el uso de una rejilla de análisis. Las conclusiones permiten afirmar que los libros de texto analizados no utilizan los conceptos cuánticos para desarrollar la unidad de “Estructura atómica de la materia”. Por el contrario, se presentan omisiones, yuxtaposición de conceptos clásicos y cuánticos e incluso errores conceptuales, sobre todo en la transposición de la dualidad de los objetos cuánticos, en las relaciones de indeterminación y en los números cuánticos.
La obra Enseñanza y formación. Tres experiencias investigativas sobre las ciencias, el ámbito educativo y la relación familia – escuela, tiene varias particularidades que hacen de su lectura una aproximación real desde la perspectiva investigativa de tres asuntos de gran interés para el campo de la educación: el primero, está referido a la enseñanza de las ciencias naturales, donde se indaga sobre los errores conceptuales que hacen parte del quehacer docente en esta área, y destacan aquellas situaciones, imaginarios, narrativas, experiencias que les determinan; el segundo, se refiere a los estilos de enseñanza pero desde un enfoque plural pedagógico, que intenta dar alguna posible explicación sobre la efectividad, asertividad, significado y pertinencia de las maneras como el docente enseña y que tanto se aprende; y finalmente el tercero, que si bien trata el asunto de la enseñanza, se enfoca en el proceso de formación a partir de la interacción familia y escuela. De este modo, la investigación relatada y presentada de manera prolija en estas tres experiencias que componen la obra, incitan claramente a la reflexión pedagógica, especialmente, en lo referido al quehacer docente, donde el conocimiento disciplinar y pedagógico del mismo se hacen indispensables al momento de enseñar, de igual manera, en las acciones que implican los procesos pedagógicos y formativos, no solo en el aula de clases, sino aquellos que extramuralmente hacen parte de las prácticas formativas de los estudiantes. Así las cosas, esperamos que estos relatos como frutos de investigación sean insumos que permita una comprensión y entendimiento mejor de los procesos de enseñanza, aprendizaje, formación y desarrollo, que estamos viviendo en los contextos escolares, desde los niveles iniciales hasta la educación superior.
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