Introducción ^[1]

El campo de la Didáctica de las Ciencias viene enfatizado la inserción de prácticas científicas en la enseñanza de ciencias para que los estudiantes puedan, además de desarrollar el conocimiento conceptual, convertirse en participantes legítimos en las dimensiones sociales y epistémicas que caracterizan las prácticas de la ciencia (Christodoulou y Osborne, 2014; Osborne, 2016; Sasseron y Duschl, 2016).

La implicación de los estudiantes en las prácticas científicas puede proporcionar una comprensión de la dimensión epistémica de la ciencia, que incluye comprender ‘cómo sabemos lo que sabemos’, es decir, sobre cómo los procesos de producción del conocimiento justifican nuestra creencia en ciertas afirmaciones de la ciencia (Jiménez-Aleixandre, 2010; Osborne, 2016). La participación en las prácticas científicas también incluye que los estudiantes puedan experimentar la dimensión social de la ciencia, ya que tiene como objetivo acercar la cultura del aula a la cultura científica, en la que el conocimiento se produce y negocia socialmente a partir de las comunidades de práctica (Nascimento y Sasseron, 2019). Por lo tanto, podemos afirmar que la experiencia de los estudiantes en las prácticas científicas puede contribuir a que comprendan cómo se producen los debates de los conceptos e ideas en la comunidad científica y qué es lo que cuenta en la toma de decisiones de esa comunidad, a partir de la construcción social del conocimiento (Sasseron, 2018).

En este sentido, las investigaciones en el área (Kelly, 2008; Osborne, 2016; Sasseron, 2018; Stroupe, 2014) también defienden la proyección de ambientes de enseñanza en los que el aprendizaje se produce a partir de interacciones discursivas, buscando la construcción y la evaluación social del conocimiento, en lugar de enfatizar en exceso la autoridad epistémica del docente. Consideramos que el profesor, como portavoz del discurso de la ciencia, tiene el importante papel de otorgar un estatuto epistémico al conocimiento escolar (Chiaro y Leitão, 2005). Sin embargo, este papel no inviabiliza que se les conceda autoridad y responsabilidad a los estudiantes en la negociación del conocimiento durante la enseñanza y el aprendizaje de Ciencias (Engle y Conant, 2002).

Esto se relaciona con lo que Stroupe (2014) denomina participación legítima de los estudiantes en las prácticas científicas, cuando se permite que asuman el papel de agentes epistémicos en el contexto de la enseñanza y el aprendizaje de Ciencias. Para este autor, los estudiantes son llamados agentes epistémicos cuando desarrollan autonomía y responsabilidad para construir el conocimiento y las prácticas de la comunidad del aula. El autor agrega que en las aulas donde se alienta el desarrollo del rol de agentes epistémicos de los estudiantes, esta comunidad considera centrales las ideas de estos estudiantes. Al asumir ese rol, los estudiantes aprenden a reconocer que sus ideas tienen valor y que a cada uno de ellos se le permite (y se espera) trabajarlas y negociarlas en el ámbito social (Stroupe, 2014).

El desarrollo de ambientes argumentativos en la enseñanza puede favorecer la actuación de los estudiantes como agentes epistémicos en la medida en que se brinda oportunidades para interacciones buscando la evaluación, la crítica, la refutación y la legitimación de ideas a partir de evidencias (Christodoulou y Osborne, 2014; Ferraz y Sasseron, 2017; Jiménez-Aleixandre, 2010). Sin embargo, estos ambientes se han promovido en las aulas con un mayor énfasis en la construcción del conocimiento por parte de los estudiantes, más que en los procesos de crítica, evaluación y negociación social de este conocimiento (Osborne, MacPherson, Patterson, y Szu, 2012).

En este sentido, los estudios sobre argumentación han demostrado que los estudiantes tienen dificultades para criticar y evaluar ideas entre sus compañeros porque no ven las evidencias como centrales en las legitimaciones de las explicaciones, no reconocen las lagunas en los argumentos y en las explicaciones propuestas por otros o piensan que este rol pertenece solo al profesor (Jiménez-Aleixandre, Bugallo Rodríguez, y Duschl, 2000). Trabajos como los de Chiaro y Leitão (2005) y McNeill, González-Howard y Suzanna (2017) ponen en evidencia que a menudo los argumentos se centran en las interacciones profesor-estudiante debido a la falta de autonomía de los estudiantes y a que se centran en la autoridad epistémica del docente, considerado por ellos el único agente capaz de proponer, evaluar y legitimar ideas en el ámbito social de esa comunidad.

Por lo tanto, es relevante analizar cómo los estudiantes desarrollan autonomía y responsabilidad y se convierten en agentes epistémicos en ambientes argumentativos, con el objetivo de dilucidar aspectos que pueden contribuir a que asuman este rol en el contexto de la enseñanza de Ciencias.

Prácticas epistémicas, argumentación y agentes epistémicos en la enseñanza de ciencias

Las prácticas epistémicas son las formas con las que los miembros de una comunidad producen, evalúan, comunican y legitiman el conocimiento a partir de las múltiples interacciones sociales que se establecen (Kelly, 2008; Kelly y Duschl, 2002). El énfasis en trabajar con estas prácticas en la enseñanza de Ciencias se debe al hecho de que posibilitan el desarrollo de comunidades de prácticas que brindan oportunidades para la construcción y evaluación social del conocimiento (Lave y Wenger, 1991).

En este sentido, el desarrollo de comunidades de prácticas en el aula se vincula a la visión del trabajo científico como construido socialmente, en las que los estudiantes tienen la oportunidad de actuar como agentes epistémicos, es decir, tienen autonomía para exponer, evaluar y criticar ideas en las discusiones, siendo sus propias ideas fundamentales para la negociación del conocimiento (Stroupe, 2014). Las comunidades de práctica en el aula hacen posible que los estudiantes construyan nuevas identidades, ya que sienten que son una parte activa de ese contexto (Lave, 1996).

Por esta razón, en los últimos años los trabajos sobre prácticas epistémicas en la Didáctica de las Ciencias han ganado importancia (Jiménez-Aleixandre y Crujeiras, 2017; Kelly, 2008; Osborne, 2016; Sasseron y Duschl, 2016). Las investigaciones han señalado una gama de prácticas epistémicas como las que se espera que los estudiantes activen en contextos de enseñanza en los que se requiere la participación en los procesos de justificación del pensamiento, lo que les permite desarrollar una autonomía intelectual y discursiva. Algunos ejemplos de estas prácticas son: predicción de datos en una situación de investigación (buscando interacciones de proposición de conocimiento); construcción de argumentos basados en evidencias (buscando interacciones para la comunicación del conocimiento); evaluación sobre los méritos de una afirmación o evidencia (buscando interacciones para la evaluación del conocimiento); construcción de consenso sobre la mejor explicación para ese momento de la investigación (buscando interacciones para la legitimación del conocimiento) (Kelly y Licona, 2018).

Podemos afirmar que existe un fuerte vínculo entre la argumentación y la promoción de prácticas epistémicas (Christodoulou y Osborne, 2014). Esto porque la argumentación es un proceso a partir del cual los individuos pueden reconocer la plausibilidad de las soluciones a un problema o situación, ante la ponderación de los argumentos, que se justifican por medio de informaciones (Baker, 2009). Por eso, en ambientes argumentativos pueden ocurrir distintas prácticas epistémicas, como las que se destinan a evaluar los méritos de las explicaciones rivales para resolver el problema y construir un consenso sobre la mejor solución.

Desde esta perspectiva, las estrategias dirigidas a promover ambientes argumentativos en la enseñanza de Ciencias pueden proporcionar un contexto favorable para el desarrollo de la autonomía intelectual y discursiva por parte de los estudiantes, ya que les permite implicarse en diferentes prácticas epistémicas. Esto se debe a que, como lo demuestran Silva et al. (2018), la implicación de los estudiantes en una mayor diversidad de prácticas epistémicas puede contribuir al desarrollo de su autonomía. Las autoras observaron que esa autonomía para participar en el discurso en el aula se produjo cuando los estudiantes se involucraron en prácticas tales como: proponer hipótesis para explicar los resultados de un experimento; evaluar las explicaciones propuestas; analizar y evaluar datos para la selección de evidencias.

Sin embargo, como señalan Mortimer y Araújo (2014), Stroupe (2014), McNeill et al. (2017) y Sasseron (2018), el desarrollo de la autonomía de los estudiantes depende de cómo el docente hace uso del discurso para involucrarlos en las interacciones en el aula. Mortimer y Araújo (2014) subrayan que en el aula tradicional los docentes no les conceden a los estudiantes autoridad para trabajar los problemas abordados. Como destacó Sasseron (2018), en un ambiente social de aprendizaje, el docente puede usar su autoridad epistémica para favorecer un escenario para el desarrollo de la autonomía de los estudiantes, ya que valora y fomenta la exposición de ideas por parte de ellos, así como alienta el trabajo con las prácticas de la ciencia. En este sentido, Stroupe (2014) enfatiza que los estudiantes tienen que ser vistos como sujetos que pueden poner de manifiesto sus conocimientos y sus puntos de vista y que estos sean debidamente considerados por el docente para su implicación en las discusiones y los conocimientos en debate.

Esta visión está respaldada por datos del trabajo de McNeill et al. (2017). Los autores analizaron la variación en las instrucciones de diversos docentes al promover la argumentación en el aula. Señalaron que algunos profesores les daban a los estudiantes un espacio restringido para hablar, lo que limitaba sus oportunidades de actuar como agentes epistémicos. Esto sucedía, especialmente, debido a que los profesores buscan “respuestas correctas”, situaciones en las que solo se tomaban en cuenta los discursos de los estudiantes que coincidían con lo que los docentes querían escuchar. Por otro lado, otros docentes formulaban cuestionamientos que ayudaban a los estudiantes a involucrarse en la discusión, brindando oportunidades para su participación en interacciones para proponer y comunicar ideas.

Es importante destacar que, como lo expresaron Jiménez-Aleixandre et al. (2000), la promoción de la argumentación en la enseñanza también se ve influenciada por la visión epistemológica del profesor. En este caso, la relación que el docente establece entre la argumentación en la enseñanza de Ciencias en la escuela y la práctica argumentativa en el contexto de la ciencia influye en cómo ve el rol autoral del estudiante en la elaboración y evaluación del conocimiento, así como su propio rol en la comunidad de práctica.

En el trabajo de Chiaro y Leitão (2005), las autoras mostraron que algunas veces los estudiantes se implican en interacciones para la comunicación y la producción de ideas con sus compañeros, pero en procesos de construcción del conocimiento es menos probable que se perciban a sí mismos y a sus compañeros como agentes epistémicos en posiciones de evaluar, criticar y legitimar conclusiones establecidas por alguno de estos participantes sobre el tema en discusión. En estos procesos, observaron que fueron las acciones discursivas del profesor lo que le confirieron un status epistémico al discurso de los estudiantes y contribuyeron con la construcción y legitimación del conocimiento.

En línea con la opinión de los demás autores, Christodoulou y Osborne (2014), al investigar en contextos argumentativos en la enseñanza de Ciencias, observaron que los docentes prestan demasiada atención a las interacciones destinadas a proponer y comunicar ideas por parte de los estudiantes. Por eso, hay que hacer una aclaración sobre la implicación del trabajo antes mencionado, en lo que respecta a la necesidad de que el discurso del docente también brinde a los estudiantes la oportunidad de implicarse en interacciones que se destinen a criticar y evaluar las declaraciones. En este trabajo pretendemos presentar una estrategia de enseñanza alineada con este objetivo y con el de promover la autonomía de los estudiantes en el contexto de la enseñanza de Ciencias.

Las analogías y la enseñanza de química

La enseñanza de Química involucra temas con conceptos abstractos como modelos atómicos, enlaces químicos y equilibrio químico, que son algunos ejemplos de temas que los estudiantes consideran “difíciles”. Por eso, es común que los docentes y autores de materiales de instrucción usen analogías para favorecer la comprensión de estos temas por parte de los estudiantes (Aragón y Oliva, 2013; Bernardino, Rodrigues, y Bellini, 2013; Cascales, Blanco, y Pérez, 2018).

Gentner (1989) define las analogías como comparaciones en las que un concepto o una situación familiar (dominio análogo) comparte relaciones de similitud con el concepto o situación desconocida o poco familiar (dominio objetivo). En este sentido, por medio de analogías, se pueden reconocer similitudes entre objetos, fenómenos, estructuras, etc., que pueden ser físicamente distintos entre sí, pero cuyas entidades constituyentes juegan roles similares en las estructuras de los dominios comparados.

Cuando se usan analogías para ayudar a los estudiantes a comprender conceptos, estas se denominan modelo de enseñanza, es decir, modelos creados con el objetivo de ayudar a los estudiantes a comprender aspectos del concepto que se les va a enseñar (Justi, 2006). Cuando se usan las analogías como modelos de enseñanza le dan a ese contexto un objeto, una situación o un fenómeno que le es familiar al estudiante, con el objetivo de brindarle apoyo para que pueda elaborar ideas coherentes del conocimiento científico.

A pesar de la intención de que se usen como modelos de enseñanza, algunas analogías no siempre son favorables para la comprensión de los estudiantes sobre el objeto de estudio. Este es el caso de la analogía entre el modelo atómico de Thomson y el “pudín de pasas”, cuyas inconsistencias derivadas de su uso en la enseñanza del modelo han sido destacadas en varios trabajos (Blanco, Alemany, y Torregrosa, 2013; Lopes y Marques, 2010; Ramos y Mozzer, 2018; Rosa, Cótica y Pereira, 2016).

La analogía del “pudín de pasas” se popularizó como un modelo de enseñanza para facilitar la comprensión del modelo atómico de Thomson. En esta analogía, como se ha mencionado, el análogo es el “pudín de pasas” de origen inglés (o “plum pudding ^[2]“), y el objetivo es el modelo atómico de Thomson. Esta analogía, cuando se discute adecuadamente, puede facilitar la comprensión de un solo aspecto del modelo atómico de Thomson: la distribución homogénea de cargas. Por lo tanto, el uso de la analogía del “pudín de pasas” como un modelo de enseñanza es muy limitado.

Distintas investigaciones discuten sobre esta analogía en el contexto de la enseñanza de Ciencias (Blanco, et al. 2012; Lopes y Martins, 2009; Ramos y Mozzer, 2018). Blanco et al. (2012) evaluaron de qué manera los libros de texto incorporan características epistemológicas del conocimiento en la enseñanza de los modelos de Thomson y Rutherford y se dieron cuenta de que la discusión basada en la analogía con el “pudín de pasas” puede desencadenar una visión simplista del átomo. Además, los autores señalan que las ideas de Thomson difieren de las que se presentan en los libros a partir de la discusión de la analogía. Ramos y Mozzer (2018) investigaron la presentación de esta analogía a los estudiantes a partir del modelo de instrucción “Teaching With Analogies” (TWA) propuesto por el autor Glynn (2007), y también observaron una comprensión limitada de los estudiantes sobre el concepto a partir de la analogía.

Lopes y Martins (2009) discutieron las características originales de las ideas de Thomson sobre el átomo, con el objetivo de discutir las relaciones de similitud que se han establecido entre las ideas de Thomson y el análogo “pudín de pasas”. Las investigaciones citadas demuestran que la analogía con el “pudín de pasas” no facilita la comprensión de los estudiantes del modelo atómico de Thomson y algunas, incluso, señalan la inconsistencia de esta analogía para representar las ideas de Thomson, en particular, la del dinamismo que se refiere al movimiento constante de los electrones en el modelo propuesto a partir de un “pudín de pasas” estático.

Aliado a esto, investigaciones como la de Rosa et al. (2016) y Ramos y Mozzer (2018) destacan la falta de familiaridad de algunos estudiantes con el análogo “pudín de pasas”, ya que el análogo es un pudín de origen inglés. Por lo tanto, esta problemática conlleva una cuestión cultural y, en estos casos, la analogía establecida no cumple su función como modelo de enseñanza, ya que, para ello, es esencial que la analogía sea familiar para los estudiantes (Duit, 1991; Thiele y Treagust, 1994).

Teniendo en cuenta estos aspectos, compartimos las ideas de Mozzer y Justi (2015) y Cascales, et al. (2018) sobre el potencial de crear analogías por parte de los propios estudiantes, permitiéndoles elaborar, expresar y evaluar sus comparaciones. Esto se debe a que, al crear sus propias analogías, los estudiantes tendrán que elegir análogos que les sean familiares, por lo que, asimismo, se resuelven los problemas con la falta de comprensión del análogo. Además, como lo destacan Cascales et al. (2018), este proceso puede favorecer la autonomía y la participación de los estudiantes en el aula.

Asimismo, creemos que la elaboración, expresión y evaluación crítica de comparaciones dentro de un ambiente argumentativo de enseñanza favorece la participación de los estudiantes en las interacciones y les permite posicionarse, proponer y evaluar las comparaciones que surgen en el ámbito social del aula. Por lo tanto, en el presente trabajo analizamos la actuación de los estudiantes como agentes epistémicos en un contexto argumentativo en el que se les alentó a analizar críticamente la analogía con el “pudín de pasas” en un proceso de elección entre las analogías creadas por ellos mismos y las presentadas por el libro de texto.

Es importante destacar que, aunque otros estudios ya han desarrollado análisis sobre la comprensión de los estudiantes de la analogía con el “pudín de pasas” y el modelo atómico de Thomson, nuestro trabajo representa un avance en estas investigaciones, ya que se centra en el análisis de la promoción de la autonomía de los estudiantes al evaluar críticamente esta analogía en un ambiente argumentativo de la enseñanza de Química.

Metodología

El abordaje metodológico adoptado en el presente trabajo se basa en los principios teórico-metodológicos de la investigación cualitativa en educación (Lüdke y André, 2015). Más específicamente, nuestro trabajo asume el carácter de investigación basada en diseño (Kneubil y Pietrocola, 2017; Collins, José y Bielaczyc, 2004), ya que se alinea con el objetivo de llevar al aula procesos y metodologías orientados a perfeccionar la enseñanza y el aprendizaje. En nuestra investigación, desarrollamos una secuencia didáctica (SD) con el objetivo de favorecer la agencia epistémica de los estudiantes y promover interacciones argumentativas en un aula de Química.

La recogida de datos tuvo lugar en un aula de Química de una escuela pública situada en Brasil. La clase estaba compuesta de 35 estudiantes, cuya edad estaba entre los 15 y los 16 años. Se seleccionó el nivel de enseñanza en base a la elección de trabajar con la analogía entre el “pudín de pasas” y el modelo atómico de Thomson. La secuencia didáctica (SD) se desarrolló para enseñar los modelos atómicos de Dalton y Thomson (Ramos, Mendonça y Mozzer, 2016) y duró 4 (cuatro) semanas y un total de 10 (diez) clases de Química, de 50 (cincuenta) minutos cada una, cuyo seguimiento las investigadoras llevaron a cabo durante ese período. Inicialmente, la SD fue elaborada por las autoras de este manuscrito y, posteriormente, se realizaron dos reuniones con la docente colaboradora de esta investigación con el fin de discutir la SD con ella y brindarle oportunidades de modificar las actividades de acuerdo con sus sugerencias, en consonancia con los supuestos de la investigación basada en diseño. Por lo tanto, antes del desarrollo de la SD en el aula, las actividades sufrieron pequeños ajustes de acuerdo con estas sugerencias.

La enseñanza que solían experimentar los estudiantes en esa clase se basaba en la presentación de los conceptos por parte del docente y en su “recepción” por parte de los estudiantes. Por eso, no estaban acostumbrados a trabajar con prácticas científicas destinadas a proponer, comunicar y evaluar ideas. De esta forma, buscando favorecer la comunicación entre los estudiantes y posibilitar oportunidades para el desarrollo de un ambiente argumentativo, la clase se organizó en grupos de cuatro estudiantes en todos los momentos de la recogida de datos, que se grabaron en video y audio.

Asimismo, también como premisa de la investigación basada en diseño (Kneubil y Pietrocola, 2017), la investigadora ejerció un papel activo en el escenario de esta investigación, actuando como observadora participante (Cohen et al., 2011), aclarando las dudas de los estudiantes y ayudándoles a presentar sus ideas, con el objetivo de promover su implicación en interacciones argumentativas.

La secuencia didáctica que se desarrolló buscaba promover un ambiente argumentativo a partir de la creación y el análisis crítico de analogías por parte de los estudiantes sobre los modelos atómicos de Dalton y Thomson. En el presente trabajo, la atención se centra en los momentos de esta secuencia que se destinan a que los estudiantes elijan entre las analogías que crearon para representar las ideas relacionadas con el modelo atómico de Thomson y con el “pudín de pasas” presentado por el libro de texto. Elaboramos tablas de análisis de las comparaciones para explicitar las correspondencias establecidas entre las similitudes identificadas entre los dominios análogo y objetivo y las limitaciones de las analogías. En estas tablas, las flechas bidireccionales enteras indican una relación de similitud entre los dos dominios y las flechas bidireccionales discontinuas señalan que la similitud entre los dominios es un atributo de objeto (propiedades descriptivas). El símbolo de distinto, por otro lado, indica una limitación de esa comparación.

El recorte de análisis de los momentos de “elección entre analogías” de los estudiantes se justifica por nuestro objetivo de analizar su rol como agentes epistémicos. Partimos de la hipótesis de que este rol sería más expresivo en el momento en que los estudiantes se encontraban en un proceso de evaluación crítica de la analogía que ellos habían propuesto y la que suele presentar el libro de texto. Esto se ha hecho así porque, en ese momento, tendrían que evaluar una información que generalmente se considera un argumento de autoridad y, por lo tanto, se acepta sin una evaluación crítica. Los argumentos de autoridad son aquellos en los que la información proviene de fuentes que se consideran de confianza (como de los expertos, por ejemplo). Se aceptan sin presentar evidencias ni cuestionamientos, debido a la credibilidad que se le da al informante (Jiménez-Aleixandre, 2010).

Para el análisis de los datos la investigadora transcribió los momentos en que hubo interacción discursiva entre los miembros del aula. Se utilizaron puntos suspensivos entre paréntesis para expresar los momentos de pausa durante el diálogo. Los turnos al hablar correspondientes a las interacciones argumentativas establecidas se enumeraron de acuerdo con su principio y fin, es decir, el turno número 1 indica el comienzo de la interacción argumentativa.

A partir de la transcripción de los datos, seleccionamos, de acuerdo con los supuestos de Baker (2009), las interacciones argumentativas que ocurrieron en ese momento de la evaluación crítica de la analogía con el “pudín de pasas” y las analogías creadas por los estudiantes. Según Baker (2009), las interacciones argumentativas pueden entenderse como intentos de decidir sobre soluciones alternativas. Los argumentos son la información que se enuncia durante la resolución del problema y que alteran la aceptación de la solución.

Resultados y discusiones

Durante la discusión sobre la analogía con el “pudín de pasas” se observaron dos momentos en los que ocurrieron interacciones argumentativas. A continuación, presentamos cada una en orden cronológico.

La interacción argumentativa presentada en la tabla 1 ocurrió cuando se les pidió a los estudiantes que eligieran entre la analogía que ellos mismos habían creado y la analogía con el “pudín de pasas” como la que mejor expresaba el modelo atómico de Thomson. En ese momento, la docente presentó a los estudiantes la relación entre el “pudín de pasas” y el modelo atómico y les informó que esa analogía se encontraba en el libro de texto en el que estudiaban.

Tabla 1
Interacción argumentativa 1

Tabla 1
Continuación

Tabla 1
Continuación

En la interacción argumentativa transcrita anteriormente, observamos que cada uno de los estudiantes, Carlos, Arthur y Caio, se encontraba en un conflicto personal para decidirse entre la analogía con el “pudín de pasas” y la rueda del automóvil, que ellos habían creado. Para la comprensión del lector, presentamos las correspondencias de la analogía del pudín de pasas en la tabla 2 y la rueda del automóvil en la tabla 3.

Tabla 2
Representación de las correspondencias y limitaciones de la comparación con el “plum pudding”

Tabla 3
Representación de las correspondencias de la comparación con la rueda del automóvil

En la interacción argumentativa 1 (tabla 1) podemos ver que, inicialmente, los estudiantes parecían aceptar la analogía con el “pudín de pasas” porque lo consideraban un argumento de autoridad o porque no tenían convicción para defender sus ideas personales. A partir de las explicaciones proporcionadas por los estudiantes (turno 4) es notable que tenían conocimiento sobre el formato achatado del pudín y esférico del átomo, pero negaban esta evidencia porque iba en contra de la elección de la analogía del “pudín de pasas”. Por eso, declararon que, como el pudín era “más esférico”, sería un análogo más coherente.

En el turno 5, cuando el estudiante declara que “Y las pasas, bueno... Las pasas son como en el átomo... En los anillos...”, destaca una información coherente sobre los electrones que se organizan en anillos. Pero, una vez más, el estudiante no siente seguridad como para criticar la analogía con el “pudín de pasas” y la defiende con base en evidencias que pesan en contra de la analogía, porque las pasas en un pudín están dispuestas al azar y no se distribuyen en anillos. De esta manera, es notable que los estudiantes insisten en aceptar la analogía con el “pudín de pasas”, aunque sea contradictoria con sus propias ideas sobre el átomo. Por eso, los estudiantes entraron en conflicto con las visiones coherentes que habían desarrollado sobre un átomo dinámico, esférico y con electrones organizados en anillos cuando se encontraron con un análogo presentado en el libro que no explotaba estas ideas e incluso negaba algunas de ellas. En este caso, los estudiantes parecían realizar un ejercicio cognitivo de buscar fundamentos/información (turnos 27, 28) para decidir qué analogía elegir.

Nuestros datos se muestran consistentes con las evidencias mostradas en el trabajo de Crujeiras (2014), que presenta que las acciones del docente con el objetivo de solicitar justificación promueven interacciones para proponer y comunicar ideas por parte de los estudiantes. Al igual que en el trabajo de esta autora, observamos que los estudiantes se implicaron en prácticas de comunicación de ideas (turnos 4 y 28) a medida que la docente les solicitaba las justificaciones (turnos 3 y 34) de sus posiciones. Esto señala que los estudiantes no se sentían seguros ni tampoco tenían convicción en sus ideas como para proponer o comunicar ideas sin la intervención de la docente.

Podemos notar que el auxilio de la docente (turnos 6, 8, 10, 15) durante la interacción fue fundamental para que los estudiantes reflexionaran sobre sus proposiciones y argumentos. A partir de los interrogantes (turnos 10 y 15), la docente ayudaba a los estudiantes a reflexionar sobre las afirmaciones que estaban haciendo (turno14), y en el transcurso de la interacción los estudiantes lograron contrastar las ideas de las dos analogías (turnos 30 y 31) y comenzaron a confiar en la analogía creada por ellos, lo que resultó en su aceptación, ya que, asimismo, lograba representar claramente la dinamicidad propuesta en el átomo de Thomson.

En este sentido, notamos que, como lo destacó Sasseron (2018), debido a que se trata de un ambiente social de aprendizaje, el docente usó su autoridad epistémica para favorecer el desarrollo de la autonomía de los estudiantes, ya que estaba abierto a escuchar las ideas de los estudiantes y los cuestionaba con el fin de reflexionar sobre esas ideas.

Es importante resaltar que, según lo afirman Christodoulou y Osborne (2011), la forma en que el docente brinda a los estudiantes la oportunidad de involucrarse en el discurso en el aula, transfiriéndoles la responsabilidad de las problemáticas, favorece el desarrollo de la autonomía y su implicación en la discusión. Durante la interacción argumentativa 1, es considerable que los estudiantes, por más que estuvieran en conflicto con sus ideas, buscaban encontrar la mejor comparación para representar las ideas del átomo y con eso se involucraron en interacciones destinadas a la comunicación y proposición de ideas (turnos 4 y 5), críticas (turno 30) y justificaciones para las declaraciones de sus compañeros (turno 27). De esta manera, observamos que el contexto de resolución de problemas por parte de los estudiantes también puede favorecer el desarrollo de su responsabilidad de aprender, ya que se sienten comprometidos a encontrar la mejor solución.

Además, como lo resaltan Ferraz y Sasseron (2018), cuando el docente usa diferentes propósitos para interrogar a los estudiantes, como retomar la idea (turno 21) discutida en situaciones anteriores, explotar distintos puntos de vista (turno 6) y sintetizar las ideas (turno 36), esto puede contribuir con la implicación de los estudiantes en la discusión. Es importante tener en cuenta que la profesora intentó evaluar las ideas que surgieron en el ámbito social (turno 15) no como correctas o incorrectas, sino en busca de la reflexión de los estudiantes sobre esas ideas.

Notamos que cuando la profesora usó su discurso para legitimar una idea presentada por el estudiante (turno 29), él posteriormente critica (turno 30) una característica del análogo “pudín de pasas” que estaría en contra de sus ideas sobre el átomo. Según Kelly y Licona (2018), cuando el docente utiliza la práctica del metadiscurso, que consiste en un proceso de legitimación del discurso del estudiante, puede brindar oportunidades para la participación e implicación de los estudiantes con las prácticas epistémicas. En este caso, observamos que el apoyo de la docente favoreció la implicación del estudiante y el desarrollo de la autonomía para criticar la información del libro de texto.

Observamos que, aunque los estudiantes no desarrollaron autonomía para involucrarse en interacciones interpersonales con sus compañeros, a medida que el docente realizaba el movimiento de escucha, proponían diferentes ideas (turnos 4 y 16) y completaban las que surgían en el ámbito social (turnos 5 y 17), no dejando este rol exclusivamente al docente.

La participación de los estudiantes durante la interacción argumentativa transcrita en la tabla 3 también revela que hay receptividad a la crítica, ya que la evaluación de ideas por parte de la docente (turnos 15 y 18) no la sienten como un punto final de la discusión, sino que se produce como un paso de profundización y reflexión sobre las propuestas de los estudiantes (turnos 14 y 16), lo que permite, incluso, que las ideas se discutan a partir de la reanudación de ideas ya discutidas en otros momentos (turnos 21 y 25). Ferraz y Sasseron (2017) denominan momentos como este un “espacio interactivo para la argumentación colaborativa”: un espacio en el que, a partir de las discusiones, se establecen puntos de vista y se los evalúa a la luz de las evidencias y el conocimiento ya construido.

Además, notamos que en la interacción argumentativa 1 hay igualdad moderada entre los miembros del aula: estudiantes y docente. La igualdad moderada es una de las normas para la construcción social del conocimiento en la ciencia, según Longino (2002). Para esta autora, esta es una de las normas que deben guiar la construcción del conocimiento, pues permite la discusión de ideas de modo que se considere que todos los participantes tienen autoridad intelectual, es decir, que son igualmente capaces de contribuir, en una relación más horizontal de poder. En nuestros datos, observamos que esta norma manejaba la interacción en el contexto del aula investigada, ya que la profesora considera las propuestas de los estudiantes (turno 15) y alienta la presentación de ideas por parte de ellos (turno 1, 21), siendo estas contribuciones consideradas y utilizadas (turno 36) para la construcción de una explicación común.

Después del momento de la selección de las analogías por parte de los grupos entre la analogía creada por los estudiantes y la del “pudín de pasas”, la docente pidió a todos los grupos de la clase que fueran a la pizarra para presentar la analogía defendida por el grupo y para discutir sobre cuál de esos análogos expuestos sería el mejor para compararlo con el modelo atómico de Thomson. A continuación, en la tabla 4, presentamos la interacción argumentativa entre los estudiantes durante la elección del análogo, en discusión con toda la clase. En la transcripción, para asociar los miembros con el grupo al que pertenecía, pusimos los códigos G1, G2 y G3 (grupo 1, grupo 2 y grupo 3, respectivamente) seguidos del nombre del estudiante. El grupo de estudiantes analizado en este trabajo se identifica como “G1” en la tabla 4.

Tabla 4
Interacción argumentativa 2

A partir de la interacción argumentativa 2 descrita en la tabla 4, podemos ver que los estudiantes discutieron diferentes comparaciones. Con el objetivo de que quede más claro para el lector, a continuación, expondremos las relaciones establecidas en cada una de ellas a partir de las tablas 5, 6 y 7. La primera analogía citada por los estudiantes (turno 1) es la existente entre el modelo atómico de Thomson y la rueda del automóvil, creada por los estudiantes del grupo 1, y las relaciones de esta analogía también se explotaron previamente en la tabla 3. La segunda analogía citada por los estudiantes (turno 3) se refiere a la que existe entre el modelo atómico de Thomson y el “pudín de pasas”, las relaciones de esta comparación se explotaron anteriormente en la tabla 2. Las comparaciones con el cojinete, la pelotita que rebota y la pelota de fútbol se muestran en las tablas 5, 6 y 7, respectivamente.

Tabla 5
Representación de las correspondencias de la comparación con el cojinete

Tabla 6
Representación de las correspondencias de la comparación con la pelotita que rebota

Tabla 7
Representación de las correspondencias de la comparación con la pelota de fútbol

Durante la interacción argumentativa 2 (tabla 4) notamos que los estudiantes del grupo 1 estaban convencidos de que la analogía que ellos mismos habían creado era mejor que todas las demás desde el comienzo de la interacción (turno 2). Por lo tanto, observamos que la interacción argumentativa 1 (tabla 1) era importante para que esos estudiantes se sintieran convencidos del potencial de la analogía que habían creado. Esto se debe a que el argumento sobre la dinamicidad del átomo utilizado por ellos para defender la comparación con la rueda del automóvil se basó en la interacción argumentativa 1, en la cual, según la interacción de la docente, las ideas de los estudiantes fueron legitimadas.

Nuestros datos son coherentes con la afirmación de Chiaro y Leitão (2005), quien declara que son las interacciones del profesor las que confieren status epistémico a las ideas de los estudiantes, pues observamos que en la interacción argumentativa 1 estas interacciones legitimaban las ideas de los estudiantes. Esto favoreció el desarrollo de su autonomía, como se evidenció anteriormente. A partir de esto, en la interacción argumentativa 2, los estudiantes actuaron como agentes epistémicos evaluando (turno 23), argumentando (turno 12), criticando (turno 7) y legitimando (turno 20) las ideas de sus compañeros en el ámbito social del aula. Los estudiantes del grupo 1 demostraron autonomía para, incluso, contrastar la analogía que habían creado con todas las analogías propuestas por los demás grupos de la clase (turnos 20 a 23).

En el turno 23 observamos que los estudiantes reconocieron las lagunas en las explicaciones propuestas por otros compañeros, cuando evaluaron críticamente la comparación con el cojinete. Los estudiantes observaron que a pesar de que la comparación con el cojinete mostraba una relación con la dinamicidad del átomo, esta relación presentaba una laguna, ya que los electrones estaban en constante movimiento dentro del átomo y la analogía con el cojinete sugería que el movimiento de los electrones dependía del movimiento del exterior del átomo cuando pensaron en el funcionamiento del cojinete. Jiménez-Aleixandre et al. (2000) afirman que el reconocimiento de los estudiantes sobre las lagunas en las explicaciones que surgen en el ámbito social no es común en ambientes argumentativos. Creemos que esta es un fuerte indicador del desarrollo de la autonomía y responsabilidad de los estudiantes en este proceso, ya que reconocieron estas lagunas a la luz de las evidencias sin la necesidad de legitimación, por parte del docente, de esas ideas debatidas.

Consideramos que la actuación de los estudiantes como agentes epistémicos también se vio favorecida por el contexto del aula, que se configuró en una comunidad de práctica, en la que el profesor llevó a cabo acciones que alentaron la participación de los estudiantes en las prácticas discursivas, con sus propias ideas moldeando las discusiones Esto permitió la construcción de identidad por parte de los estudiantes, quienes asumieron responsabilidad y autonomía sobre el conocimiento, ya que sintieron que eran una parte activa de ese contexto.

Consideraciones finales

En el presente trabajo buscamos analizar cómo los estudiantes desarrollan autonomía y responsabilidad y actúan como agentes epistémicos en ambientes argumentativos a partir de la elección entre analogías.

El análisis realizado muestra que, en un principio, los estudiantes parecían no sentir seguridad para formular argumentos en defensa de sus proposiciones. En ese momento, las acciones del docente fueron fundamentales para legitimar las ideas de los estudiantes y apoyar el desarrollo de la autonomía por parte de ellos. La literatura (Kelly y Licona, 2018; Ferraz y Sasseron, 2017) señala que las acciones del profesor con el objetivo de explotar puntos de vista, resumir ideas discutidas en situaciones anteriores y legitimar las ideas de los estudiantes desde la práctica del metadiscurso son importantes para involucrarlos en la discusión en el aula.

Nuestros datos mostraron que estas acciones fueron importantes para que los estudiantes reflexionaran sobre sus propias ideas, se sintieran más seguros al expresarlas y, de esa forma, desarrollaran un cierto grado de autonomía en la evaluación crítica de la analogía presentada en el libro de texto y se implicaran en interacciones interpersonales con sus compañeros en un segundo momento.

Por lo tanto, en un segundo momento, cuando los estudiantes corroboraron sus proposiciones y se convencieron de su validez, se implicaron en interacciones interpersonales con sus compañeros en defensa de la analogía que ellos mismos habían creado. Autores del área (Jiménez-Aleixandre, 2000; Chiaro y Leitão, 2004) argumentan que no es común que los estudiantes encuentren lagunas en las explicaciones de sus compañeros ni que se involucren en interacciones para evaluar y criticar las ideas que surgen en la esfera social. Los datos de esta investigación muestran que, después del momento de interacción con el profesor, en el que él brindó un status epistémico (Chiaro y Leitão, 2004) a las ideas de los estudiantes, demostraron autoridad para criticar la analogía con el “pudín de pasas”, lograron identificar lagunas en las comparaciones presentadas por sus compañeros, evaluaron las ideas que surgieron en el ámbito social y argumentaron en defensa de esas ideas personales. Al identificar esta relación entre la implicación de los estudiantes y la forma en que la docente condujo la discusión, notamos que nuestros resultados son congruentes con los del trabajo de Araújo y Mortimer (2009), que llaman la atención sobre el hecho de que la participación de los estudiantes en las actividades del aula de Química están directamente relacionadas con las estrategias utilizadas por el docente.

En línea con las notas de Kelly y Cunningham (2019), pudimos observar que el trabajo de los estudiantes con herramientas epistémicas que apoyan la construcción y negociación del conocimiento favoreció el desarrollo de su autonomía y responsabilidad. En el contexto investigado, las analogías autorales funcionaron como herramientas epistémicas, favoreciendo el desarrollo de la autonomía de los estudiantes al actuar en defensa de esas representaciones personales.

Notamos que el contexto de resolución de problemas también favoreció la responsabilidad del estudiante por su aprendizaje, en la medida en que se sintieron comprometidos a tomar una decisión bien fundamentada. Este resultado es consistente con el trabajo de Christodoulou y Osborne (2011), quienes afirman que, cuando el docente realiza acciones con el objetivo de transferir la responsabilidad de los temas discutidos en el aula a los estudiantes, esto favorece el desarrollo de su autonomía en la discusión. Aunado a esto, se subraya la naturaleza del problema. Mortimer y Araújo (2014) observaron que el uso de situaciones cotidianas para problematizar temas en las clases de Química ayuda a los estudiantes a involucrarse y desarrollar su autonomía y responsabilidad por ellos. En nuestro contexto, este acercamiento entre la problemática y la vida cotidiana de los estudiantes se produjo a través de la elección de las comparaciones, a partir de las cuales compararon el dominio objetivo (modelo atómico de Thomson) con uno análogo que les era familiar.

Además, observamos que la forma como se condujo la discusión favoreció un contexto de igualdad moderada entre los miembros del aula: estudiantes y docente. Según Longino (2002), esta igualdad moderada es una de las normas para la construcción social del conocimiento en la ciencia. En el contexto de enseñanza investigado, mostramos que favorecer esta igualdad permitió a los estudiantes autonomía para interactuar y colaborar con la discusión.

Cabe resaltar que, al evaluar el desarrollo de la agencia epistémica de los estudiantes en el contexto investigado, dirigimos nuestra atención a las interacciones argumentativas y a cómo el conocimiento fue puesto a disposición por la docente y articulado por los estudiantes en el proceso de construcción social en el aula. Sin embargo, somos conscientes de que las percepciones y la implicación de los estudiantes con los problemas abordados pueden verse afectados por sus experiencias personales dentro y fuera del contexto escolar (Ko y Krist, 2019; Miller, Manz, Russ, Stroupe, y Berland, 2018). Coincidimos con Ko y Krist (2019) en que aspectos afectivos como el entusiasmo, la animación y la frustración pueden influir en la implicación y la adhesión de los estudiantes en los procesos discursivos del aula. Sin embargo, como sugieren estos autores, las pruebas empíricas relacionadas con las experiencias afectivas de los estudiantes son necesarias para identificar las interferencias de estos aspectos en el aula. Consideramos que esta es una limitación de nuestro estudio, ya que no exploramos los aspectos emocionales y afectivos relacionados con el desarrollo de la agencia epistémica de los estudiantes. Finalmente, concluimos que cuatro aspectos fueron fundamentales para el desarrollo de la autoridad y responsabilidad de los estudiantes, haciéndolos actuar como agentes epistémicos en la enseñanza de Química, a saber: (i) la actuación de la docente con acciones dirigidas a apoyar la participación de los estudiantes en el discurso y la legitimación de sus ideas, (ii) la igualdad moderada permitida entre los miembros del aula, (iii) el contexto de resolución de problemas, que favoreció la responsabilidad de los estudiantes de buscar soluciones coherentes y fundamentadas y (iv) el trabajo con analogías autorales como herramientas epistémicas.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Consejo Nacional de Desarrollo Científico (CNPq) y Tecnológico, la Coordinación para el Perfeccionamiento del Personal de Educación Superior, Brasil (CAPES) el Código de Financiamiento 001.

Referencias

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Notas

Información adicional

Para citar este artículo: Ramos, T. C., Mendonça, P. C. C. y Mozzer, N. B. (2021) Análisis de la agencia epistémica de los estudiantes en un contexto argumentativo. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 18(2), 2102. doi: 10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2021.v18.i2.2102