Introducción

Investigaciones en el ámbito de la enseñanza de las ciencias naturales (^{Bastida de la Calle et al., 1990}; ^{Fernández Marchesi, 2013}; ^{Hodson, 1994}; ^{Millar, 2009}; ^{Reyes Aguilera, 2020}; ^{Valencia, 2017}), evidencian un amplio consenso internacional sobre la importancia de las actividades de laboratorio para la educación en ciencias. Así, es posible considerar las prácticas de laboratorio como una estrategia didáctica válida para favorecer el aprendizaje y fomentar el desarrollo cognitivo y la motivación de los estudiantes (^{López Gaitán et al., 2018}), permitiendo el desarrollo tanto de competencias como de conocimientos científicos (^{Moreno Oliva, 2019}). ^{Casas Mateus et al. (2017)} señalan que es durante las actividades de laboratorio que los estudiantes pueden apropiarse, en gran medida, del entramado conceptual de la disciplina. Esto, a su vez, facilita el análisis de los fenómenos naturales en estudio.

No obstante, en ocasiones, la implementación de prácticas de laboratorio en las aulas revela diferentes limitaciones, vinculadas en algunos casos tanto a cuestiones motivacionales como de disponibilidad de recursos (^{Rodríguez Moreno et al., 2017}; ^{Valencia y Torres, 2017}), lo cual podría provocar que el aprendizaje se viera obstaculizado (^{Salcedo Torres y Rivera Rodríguez, 2004}; ^{Sanjuán Moltó et al., 2017}).

Atendiendo a lo anterior, es posible considerar que para contribuir con el logro de los objetivos de aprendizaje se necesita redefinir y reorientar los trabajos prácticos de laboratorio (TPL), replanteando los supuestos de base y adaptando tanto las actividades como su evaluación a los objetivos deseados. En este punto es conveniente destacar que, si bien actualmente la denominación de uso corriente en la bibliografía es trabajos prácticos de laboratorio (^{Sabaini y Fleisner, 2018}; ^{Salmerón et al., 2017}; ^{Velasco Vásquez y Franco Moreno, 2019}), en este estudio se usó la expresión prácticas experimentales, por ser la más cercana al lenguaje cotidiano de los docentes.

^{Marín Quintero (2021)} señala que es necesario considerar el desarrollo de un análisis crítico de la enseñanza en ciencias naturales, que permita proponer y consolidar metodologías, estrategias didácticas y el uso de recursos pedagógicos que puedan implementarse en contextos específicos y que constituyan soluciones a necesidades educativas reales. De esta manera, resulta de gran importancia profundizar el estudio sobre los métodos de enseñanza y evaluación de los profesores (^{Laudadío et al., 2015}) y su incidencia en el aprendizaje de sus estudiantes. Atendiendo a esto, el análisis de las prácticas experimentales debe considerarse en el marco de las prácticas educativas en general y, por lo tanto, requiere tener en cuenta distintos aspectos, como la interacción en el aula, el pensamiento del profesor, la planificación de la enseñanza y los resultados alcanzados con dichas prácticas (^{García Cabrero et al., 2008}).

Entre los supuestos de base se puede incluir el modelo didáctico que sustenta las prácticas de enseñanza. Los modelos didácticos son estructuras en torno a las cuales se organiza el conocimiento del profesor (^{Guirado, 2013}) y constituyen una importante herramienta para abordar los problemas de la enseñanza en el aula, puesto que nos ayudan a establecer el vínculo necesario entre el análisis teórico y la intervención práctica (^{Chrobak y Leiva Benegas, 2006}). En relación con las prácticas experimentales, ^{Guirado (2013)} propone que los modelos didácticos pueden clasificarse de la siguiente manera:

Otro de los supuestos de base que no debe desatenderse se relaciona con la naturaleza de la ciencia, las concepciones epistemológicas de los docentes y los futuros docentes (^{Laudadío y Mazzitelli, 2019}). La integración de este conocimiento en la formación de los docentes contribuirá a que estos desarrollen una actitud reflexiva sobre la ciencia, lo que favorecerá tanto su aprendizaje de los contenidos científicos como la enseñanza (^{Adúriz-Bravo, 2007}). A este respecto, ^{Simonelli (2009)} muestra las relaciones entre epistemología, axiología y aprendizaje de la ciencia en el contexto del aula, al estudiar el pensamiento pedagógico y metacientífico de los profesores, mientras que ^{Castro-Moreno y Garzón-Barragán (2016}) reflexionan sobre lo que significa la actividad experimental en la formación inicial de profesores de ciencias naturales, teniendo en cuenta la construcción de fenómenos experimentales, el papel de los instrumentos científicos y el rol de la observación de dichos fenómenos.

En este contexto se hace necesario analizar los aportes de los TPL desde una visión integral de la enseñanza y el aprendizaje, considerando ahondar en el pensamiento de los docentes de ciencias naturales, para así fortalecer la formación docente inicial y continua (^{Fernández-Marchesi, 2013}; ^{Lacolla, 2012}; ^{López-Rua y Tamayo-Alzate, 2012}; ^{Zorrilla et al., 2017}). En esta línea se vienen desarrollando diferentes investigaciones con docentes argentinos, en las que se han indagado sus representaciones sociales sobre los TPL (^{Zorrilla, 2019}; ^{Zorrilla y Mazzitelli, 2014}; ²⁰¹⁸).

En el estudio reportado por ^{Zorrilla (2019)}, con docentes de distintas asignaturas de ciencias naturales de la provincia de San Juan en Argentina, se encontró que, si bien los profesores consideran que las prácticas de laboratorio son importantes y necesarias, no siempre resultaron beneficiosas para su formación, entre otras razones por la dificultad para implementarlas en otro nivel educativo. Esto indica que ellos asumen que las prácticas que hacen en la universidad son las que van a realizar en las instituciones educativas.

Otro dato del estudio reportado por ^{Zorrilla (2019)} es que los docentes destacaron las limitaciones en cuanto al uso del espacio y de los materiales de laboratorio. Este hallazgo señala a las universidades la necesidad de revisar la formación inicial en lo referente al papel de la experimentación para comprender la configuración del conocimiento científico, tanto para los futuros científicos como para los futuros docentes, por cuanto ambos lo requieren para ejercer con rigor sus respectivas profesiones. Nos referimos específicamente a la fundamentación epistemológica, histórica y filosófica de la ciencia.

Para considerar el aporte de este enfoque teórico y metodológico en estos estudios es necesario explicitar qué son las representaciones sociales (RS), propuestas por ^{Moscovici en su tesis doctoral (1961)}. Se trata de una forma de conocimiento implícito, de sentido común; no son el resultado de una simple reproducción, sino de un proceso por el cual se establece una relación con el objeto de la representación. Es decir, una representación social se construye en la interacción y la comunicación social. Estas representaciones guían el comportamiento de los sujetos y los grupos sociales y, al mismo tiempo, otorgan un sentido al medio donde aquel debe tener lugar, en una relación mutuamente modificante (^{Jodelet, 1986}; ^{Moscovici, 1979}). Las RS están conformadas por un conjunto de informaciones, creencias, opiniones y actitudes sobre el objeto de la representación (^{Abric, 2001}; ^{Jodelet, 1986}). Atendiendo al carácter implícito de este conocimiento, podemos acceder a las rs por medio de las acciones y de las opiniones de los sujetos de un grupo, tal como se evidencia en los diferentes estudios realizados desde el mismo surgimiento de la teoría (^{Abric, 2001}; ^{Jodelet, 1986}; ^{Moscovici, 1979}, entre otros).

En el contexto colombiano, la formación de los docentes recae en las unidades formadoras o facultades de educación, que centran sus objetivos en proporcionar herramientas conceptuales y metodológicas a los futuros profesores, con el fin de que puedan abordar los desafíos de la formación científica de los niños, niñas y jóvenes en los programas de la educación básica y media. Al presente no se cuenta con un estudio o sondeo que permita establecer la conexión entre las RS de los docentes formadores y las de los docentes en servicio (egresados), que indique si estas RS confluyen o, por el contrario, se separan a la hora de emplear las prácticas de laboratorio como estrategia de enseñanza.

En este artículo se presentan los resultados de una investigación cuya población tiene o ha tenido vínculo con la misma unidad formadora, ya sea como egresados (docentes de educación básica y media) o como profesores formadores (docentes de cursos de fundamentación científica) de un programa de licenciatura en Ciencias Naturales de una universidad colombiana. La selección de estas dos poblaciones está relacionada con el interés por indagar si las representaciones sociales que dan sentido a las prácticas de laboratorio son un aspecto ligado con el contexto de la formación, los recursos disponibles y la formación académica de los docentes.

Las siguientes son las preguntas de investigación que orientan la presente indagación:

¿Existen diferencias entre las representaciones sociales de profesores en servicio (egresados del programa de licenciatura) y las de profesores formadores (docentes del programa de licenciatura) en relación con las prácticas de laboratorio?

¿Las representaciones sociales que tienen los docentes sobre las prácticas de laboratorio guardan relación con el contexto de la educación, los objetivos formativos y la formación académica de los profesores, o qué otros factores intervienen?

Metodología

En este estudio participaron treinta y cinco docentes, que se dividen en dos grupos:

El abordaje de una investigación desde la perspectiva de las RS demanda seleccionar las técnicas pertinentes de acuerdo con el enfoque metodológico. Al respecto, ^{Abric (2001)} distingue dos métodos, y por ende dos grupos de técnicas: los asociativos y los interrogativos. Las técnicas incluidas en el primer grupo permiten conocer la opinión de los sujetos mediante expresiones verbales o figurativas de forma espontánea, a fin de disminuir el control de las respuestas, garantizando la identificación de una representación genuina de los sujetos y los grupos. El segundo grupo incluye técnicas menos espontáneas y que, por lo tanto, llevan a suponer una menor autenticidad de las RS identificadas. Atendiendo a esto se decidió trabajar con un método asociativo, aplicando la técnica de frases incompletas, para lo cual se usó un formulario de Google.

La técnica de frases incompletas (^{Calzada, 2004}; ^{Sacks y Levy, 1967}) permite acceder a las opiniones de los participantes a partir de la propuesta de una expresión que funciona como disparador, a la que responden los sujetos expresando sus diferentes apreciaciones e intereses. De esta manera, la técnica consiste en un conjunto de troncos verbales que los participantes deben completar considerando sus ideas, valores, creencias, dudas, etc.

Las frases incompletas propuestas para ambos grupos de docentes fueron:

En todos los casos, las frases se construyeron con la finalidad de que los participantes pudieran expresar lo que piensan respecto a cada uno de los aspectos propuestos, de manera abierta y usando sus propias palabras, por lo cual se pidió incluir los detalles o las aclaraciones que consideraran convenientes para una mejor comprensión de sus opiniones.

Para el procesamiento de las respuestas dadas por los docentes se elaboraron categorías de análisis. Estas se construyeron a posteriori, es decir, a partir de los datos, intentando respetar la significación que los docentes les dieron a sus opiniones. Por tal motivo, el procedimiento se llevó a cabo para los dos grupos por separado y las respuestas pudieron agruparse en categorías similares, aunque no iguales, atendiendo a la significación otorgada. Cabe anotar que una misma respuesta puede incluirse en más de una categoría por las diferentes ideas expresadas, ya que se buscó captar toda la riqueza de las opiniones. Por esta razón, en los resultados se incluirán ejemplificaciones en las que solo se menciona la parte de la respuesta que corresponde a la categoría que se está analizando.

A continuación, en las tablas 1 a 5, se presentan las categorías construidas para las frases incompletas propuestas.

Una vez construidas las categorías y agrupadas las frases, se calculó la frecuencia de docentes que expresaron opiniones incluidas en estas. Los resultados se volcaron en las gráficas de barras que se analizan en la siguiente sección.

Resultados

A continuación, se presentan los resultados obtenidos a partir del procesamiento de las respuestas de los docentes a cada una de las frases incompletas propuestas.

Para la primera frase incompleta (En la carrera de formación docente las prácticas de laboratorio son…), como puede observarse en la gráfica 1A, los docentes formadores vinculan sus respuestas principalmente a la importancia de las prácticas, señalándolas en todos los casos como actividades indispensables o fundamentales (“supremamente importantes”, “importantes y esenciales”).

Fuente: elaboración propia.

Gráfica 1 Distribución de frecuencias absolutas para las categorías de la frase incompleta En la carrera de formación docente las prácticas de laboratorio son…, para los grupos de docentes formadores (A) y docentes en servicio (B). 

Algunos también las asocian a su propósito o función, detallando que son complementarias a otras actividades y que contribuyen a la formación docente (“le dan mejor comprensión a los temas y a la formación”, “actividades complementarias como apoyo a los conceptos teóricos”, “potencian las relaciones dialógicas y la construcción social de fenomenologías”).

Respecto de esta misma frase incompleta, como puede observarse en la gráfica 1B, los docentes en servicio señalan principalmente valoraciones vinculadas a la formación docente. Predominan las positivas, que destacan las prácticas de laboratorio como actividades necesarias y esenciales en el proceso de formación docente (“necesarias e imprescindibles”, “fundamentales y complementarias”, “indispensables y valiosas”).

En cuanto a las negativas, algunos señalan que su contribución a la formación docente es insuficiente y que debe mejorarse, refiriéndose a que estas prácticas no pueden realizarse en ámbitos escolares externos a la universidad (“sin finalidad ni aplicación en las prácticas de laboratorio que pueden realizarse en un colegio”, “muchas instituciones educativas no cuentan con las mismas condiciones y/o materiales que en la Universidad”). En esta RS no se distinguen los objetivos de formación en la universidad de los de la educación básica. Se espera que los profesores no pretendan repetir en sus escuelas las prácticas de laboratorio tal y como ellos las hicieron en la universidad, sino que adapten, seleccionen, ajusten o rediseñen el TPL tomando en consideración no solo los recursos disponibles, sino, lo que es más importante, los objetivos de formación para el nivel de escolaridad en función de los contenidos por enseñar.

También sería interesante analizar el origen de esta representación social: ¿Está en el docente formador que tiende a proponer prácticas que se ajustan a las exigencias de la formación en ciencias en el nivel superior, sin tener en cuenta el perfil del profesional que se está formando, o está en el egresado que no puede realizar adaptaciones para su propia práctica a partir de la formación recibida? En cualquiera de los dos casos, ¿qué tan adecuada y pertinente es la fundamentación epistemológica para los profesores en formación inicial, en cuanto al papel de la experimentación en la educación en ciencias naturales?

También se observan valoraciones vinculadas a la frecuencia de realización, que reflejan un nivel de satisfacción en cuanto a la cantidad de prácticas efectuadas (“regulares”, “un proceso secuenciado y repetible durante años en el futuro”).

Por otra parte, estos docentes también señalan que las prácticas de laboratorio presentan escasas vinculaciones teóricas y guardan poca relación con su contexto de aplicación (“son descontextualizadas y desfasadas a la realidad [sic]”, “descontextualizadas”).

Por último, un pequeño grupo de respuestas se relaciona con la necesidad de adaptar la forma de trabajo en función de los recursos disponibles, considerando que en las instituciones escolares donde se desempeñan la disponibilidad de espacios, equipos y reactivos es limitada (“en muchas instituciones educativas no cuentan con las mismas condiciones y/o materiales que en la universidad”, “sin finalidad ni aplicación en las prácticas de laboratorio que pueden realizarse en un colegio”).

Para la segunda frase incompleta (La forma de trabajo en el laboratorio es…), como se observa en la gráfica 2A, los docentes formadores realizan principalmente valoraciones acerca de que, si bien la forma de trabajo en general suele ser pertinente para el contexto de formación docente, podrían modificarse para el logro de los objetivos (“más o menos eficiente”, “falta mejorar la presentación de guías”). Estos docentes también se refieren a la apertura de los trabajos de laboratorio, señalando principalmente que son prácticas tradicionales, planificadas y procedimentales (“planeadas”, “desarrollar destrezas en lo que respecta al manejo de instrumentos”). Por último, aunque con menor frecuencia, los docentes formadores señalan que en el laboratorio principalmente se trabaja de manera conjunta (“en grupos o parejas”, “grupales”).

Por otra parte, en la gráfica 2B se destaca que los docentes en servicio mencionan principalmente características y actitudes positivas vinculadas a la forma de trabajo en el laboratorio, destacándolas como creativas, con buena organización, interesantes y entretenidas (“divertidas”, “con mucha motivación”, “lo que más les gusta a los estudiantes”). Las valoraciones negativas hacen alusión a actividades poco estimulantes (“tensionantes”, “aburridas”, “monótonas”). Otro grupo importante de respuestas se encuentra vinculada a una valoración de las prácticas con respecto a la formación docente, donde en algunos casos se las señala como adecuadas, y en otros como insuficientes, ya que son difíciles de aplicar en otras instituciones escolares (“excelentes”, “muy buenas”, “insuficientes, podrían ser mejor”, “no acordes con la situación que presentan los maestros en la escuela”). Por último, estos docentes señalan también la apertura de la forma de trabajo; destacan principalmente que la metodología de trabajo es tradicional, orientada al desarrollo de destrezas (“tradicional”, “protocolaria”, “la metodología lleva al estudiante a preocuparse más por cumplir que por aprender”, “se convierte en seguir una receta, no hay cabida para procedimientos diferentes a los planteados en el manual de laboratorio”).

Fuente: elaboración propia.

Gráfica 2 Distribución de frecuencias absolutas para las categorías de la frase incompleta La forma de trabajo en el laboratorio es…, para los grupos de docentes formadores (A) y docentes en servicio (B). 

En el caso de la última frase incompleta presentada (La cantidad de prácticas de laboratorio que se realizan en la formación docente es…), como se observa en la gráfica 3A, las respuestas de los docentes formadores hacen principalmente valoraciones positivas vinculadas a la frecuencia de realización de las prácticas experimentales (“suficientes”, “apropiadas”), aunque en menor medida también nos encontramos con respuestas que señalan que la cantidad de prácticas realizadas es insuficiente (“pocas”, “falta mejorar”). Por último, en un grupo menor de respuestas se hace una cuantificación de las prácticas realizadas y se señalan algunas características o valoraciones respecto de ellas según las cuales son descontextualizadas y se deben mejorar (“son 3 de física, biología 8, química 5”, “carentes de sentido y contextualización”).

Fuente: elaboración propia.

Gráfica 3 Distribución de frecuencias absolutas para las categorías de la frase incompleta La cantidad de prácticas de laboratorio que se realiza en la formación docente es…, para los grupos de docentes formadores (A) y de docentes en servicio (B). 

En la gráfica 3B se observa que aunque en este caso predominan las valoraciones positivas en relación tanto con la frecuencia como con la pertinencia de las prácticas, se encuentran algunas opiniones negativas (“asertiva”, “adecuada”, “un tanto reducida”, “limitada”). Estos docentes también incluyen en sus respuestas características o actitudes, entre las que se destacan las que tienen que ver con la importancia y contextualización de las prácticas (“permite que el docente en formación sueñe con el amor a las ciencias”, “descontextualizadas”). Por último, y al igual que en el caso de los docentes formadores, en un pequeño grupo de respuestas se detalla la cantidad de prácticas realizadas por materia o por periodo (“2 o 3 por periodo”, “1 o 2 prácticas de laboratorio”).

Conclusiones

Los resultados preliminares presentados en este artículo ponen en evidencia el aporte de las RS a la explicitación de algunos de los supuestos de base que subyacen a las prácticas de laboratorio en la formación inicial docente y en las aulas de ciencias, y su contribución como punto de partida de procesos de reflexión sobre las prácticas de laboratorio en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias y sobre las concepciones epistemológicas asociadas.

Las RS identificadas para los docentes formadores y los docentes en servicio muestran cierta afinidad con respecto a la importancia que tienen las prácticas de laboratorio en la formación científica. No obstante, se evidencian algunas diferencias acerca de las cuales valdría la pena profundizar, en lo que tiene que ver con lo que significan las prácticas de laboratorio en el contexto de la formación inicial de los docentes y lo que consideran los docentes en servicio respecto de la posibilidad de utilizarlas en la formación de los estudiantes en el contexto escolar.

Mientras que los docentes formadores poseen una formación científica de base y formación en programas de posgrado disciplinares específicos, con amplia experiencia en educación superior, los docentes en servicio han desarrollado su práctica profesional en el contexto de la educación básica y media, y su formación posgraduada (en aquellos que la tienen) se ha realizado en programas de educación. Lo anterior puede indicar que el ejercicio de las prácticas universitarias, debido a su complejidad y disponibilidad de recursos (espacios, equipos y reactivos), se ubica en un ámbito propicio para la formación inicial científica de los docentes. En el caso de los docentes en servicio, la escasa disponibilidad de espacios físicos y curriculares -en cantidad y calidad-, unida a la carencia de recursos (equipos y reactivos), los lleva a considerar poco viable que las prácticas de laboratorio realizadas durante su formación se puedan aplicar de manera directa en el contexto escolar.

Para los docentes formadores las prácticas de laboratorio son necesarias y deben realizarse atendiendo a estándares de calidad, dentro de márgenes académicos definidos. En el caso de los docentes en servicio, existe la idea de que las prácticas de laboratorio son importantes en la formación científica de los profesores, pero se expresa frustración al encontrar que el contexto institucional de las escuelas y colegios no ofrece las condiciones para desarrollarlas. Lo anterior puede indicar que los docentes en servicio consideran que el modelo de enseñanza de las prácticas de laboratorio que siguieron en la universidad debe ser el mismo que ellos deben seguir en el contexto escolar. Esto evidencia la necesidad de ampliar la reflexión sobre las implicaciones de este estudio a la discusión sobre la formación epistemológica que recibieron estos profesores, sobre el papel de la experimentación y sobre la formación didáctica, puesto que no parecen comprender que si los objetivos son diferentes en cada nivel educativo, su trabajo es ajustar la enseñanza para lograrlos. Esto implica interpelarse acerca de la configuración de las guías de la universidad, que no les servirían en el contexto de otro nivel. En consecuencia, sería conveniente favorecer desde la formación inicial los procesos de adaptación, ajuste, re-creación o diseño de las prácticas experimentales de acuerdo con los contextos, las metas de formación y la disponibilidad de recursos.

En tal sentido, dada la realidad de las escuelas y colegios públicos de los países latinoamericanos, en donde la carencia de espacios y recursos de laboratorio es una constante, se debería buscar un equilibrio, por parte de los docentes formadores, en el diseño de las prácticas de laboratorio que proporcionen a los futuros docentes herramientas conceptuales y metodológicas que puedan ser replicadas en contextos escolares, y que además los vinculen con las prácticas científicas propias del mundo académico.