El informe ENCIENDE (COSCE 2011) propone comenzar la educación científica a los 3 años argumentando que este hecho favorece el interés hacia la ciencia y la cultura científica de los ciudadanos (p.49). Estas consideraciones están en consonancia con investigaciones que ponen de manifiesto que los niños son capaces de utilizar procesos fundamentales para el pensamiento científico (Zembal-Saul 2009, Ünver et al. 2016) en contraposición a posturas anteriores que, siguiendo las teorías piagetianas, sostenían que éste no era asequible a las capacidades de los niños. Los niños de EI se caracterizan por mostrar curiosidad por todo lo que les rodea, y por su necesidad de manipular e interactuar con los elementos que tienen alrededor tratando de descubrir qué son o cómo funcionan. Worth (2010) considera que estas características se convierten, con la orientación adecuada, en la base para comenzar a utilizar las habilidades de indagación que permiten explorar fenómenos y materiales básicos del entorno próximo de forma que los nuevos conocimientos adquiridos sean significativos para el niño y las indagaciones realizadas resulten productivas (Samarapungavan et al. 2008). Estas cuestiones hacen que las edades entre 3 y 6 años sean un momento clave para comenzar una aproximación a la ciencia.

Por otra parte, considerando las peculiaridades de esta etapa educativa, Cantó et al. (2016) afirman que las ciencias en EI deberían centrarse más en las habilidades propias del trabajo científico y en la creación de hábitos y actitudes que en contenidos específicos y disciplinares. Estas premisas nos permiten pensar que el aprendizaje basado en la indagación es uno de los enfoques más apropiados para iniciar a los niños en la alfabetización científica. La literatura muestra cómo las propuestas pedagógicas sobre indagación han cobrado importancia en los últimos años (Samarapungavan et al. 2008, Lederman et al. 2013, Romero-Ariza 2017), aunque su presencia en las aulas aún es escasa (Cantó et al. 2016,Aguilera et al. 2018, Mosquera et al. 2018). La falta de formación del profesorado es una de las razones, de ahí la importancia de formarlo adecuadamente para poder implementar en el aula indagaciones de calidad.

Diferentes estudios se han centrado en conocer los puntos de partida de los EGEIs con respecto a sus creencias y expectativas sobre la ciencia y su enseñanza entendiendo que son aspectos importantes que influirán en su formación docente y en su futura práctica profesional. Los estudios muestran que los EGEIs poseen un conocimiento limitado de los contenidos de ciencias y de sus procesos elementales (Verdugo et al. 2019), siendo su interés por estas cuestiones generalmente bajo y llegando incluso a mostrar animadversión por las mismas (Cruz-Guzmán et al. 2020). Este rechazo puede estar asociado a experiencias previas negativas como estudiantes en las que ha predominado un modelo de enseñanza de las ciencias que «ha consistido en trasmitir conocimientos elaborados más que en favorecer la construcción de ideas por parte del alumnado» (Sáez 2017, p.2214).

Esta situación genera en los EGEIs sentimientos de inseguridad y desconfianza al abordar contenidos científicos, que limita la realización de actividades de ciencias en el aula (Erden y Sönmez 2011). En este sentido, coincidimos con López-Luengo et al. (2018) cuando afirman que durante la formación inicial del docente «es necesario no solo mejorar la competencia científica, sino, fundamentalmente, la relación establecida con las ciencias durante la educación secundaria, reduciendo en lo posible miedos, complejos y rechazos, en todos los ámbitos científicos y también en el tecnológico» (p.7). Así, si el futuro docente mantiene una actitud de distanciamiento hacia las ciencias, difícilmente podrá favorecer y potenciar el interés infantil por estas cuestiones (Crawford 2007).

Los EGEIs no pueden comprender las prácticas científicas, ni apreciar plenamente la naturaleza del conocimiento científico en sí mismo, sin experimentarlas directamente (NRC 2012). Por tanto, hay que dar la oportunidad de trabajar de un modo similar a como lo hacen los científicos en la resolución de problemas, permitiéndoles familiarizarse con el trabajo científico y adquirir una comprensión procedimental de la ciencia utilizando destrezas y procedimientos propios de la indagación científica en un marco escolar. Como docentes e investigadores, debemos ayudar a los EGEIs en la elaboración y uso de secuencias didácticas con enfoque indagativo (Caamaño 2012).

Otra cuestión importante, para invertir la actitud de distanciamiento de los EGEIs hacia las ciencias y favorecer la transferencia al aula, es que los futuros maestros reflexionen sobre lo que han aprendido y tomen conciencia de las emociones que han sentido durante el proceso de aprendizaje. En este sentido, investigaciones recientes muestran que «las emociones que se experimentan en el aula (satisfacción, inseguridad, alegría, aburrimiento…) están significativamente relacionadas con logros académicos» (López-Gay et al. 2020, p.42). El objetivo, compartido con Martínez-Chico et al. (2019), es enganchar a los EGEIs para que participen no solo en el proceso para desarrollar una comprensión de las ideas básicas disciplinarias, sino principalmente para adquirir una comprensión procesal y epistémica, favoreciendo así su participación en investigaciones útiles para su práctica docente.

Se llevó a cabo un conjunto de reuniones de los investigadores en las que se acordaron directrices conjuntas para diseñar el programa formativo, entre las que destacan la importancia de hacer explícitos los principios en los que debería basarse el programa formativo y, partir de un esquema que ya se había mostrado válido para la formación inicial de profesorado de secundaria (España et al. 2013) adaptándolo a EGEIs. También la necesidad de evaluar tanto la percepción como las habilidades de los EGEIs sobre indagación en la etapa de EI, así como propiciar la interrelación entre el alumnado fomentando la colaboración entre ellos. Además, se consideró conveniente valorar las emociones vividas por los EGEIs durante el desarrollo del programa y también sus percepciones respecto a su propio aprendizaje (López-Gay et al. 2020). Por último, se tuvo en cuenta la incorporación de recursos tecnológicos (campus virtual, programas colaborativos y de gestión de la información, etc.) tanto en la implementación del programa como en los proyectos de indagación de los EGEIs, así como los recursos disponibles en los laboratorios de ciencias de los centros de formación implicados.

Para evaluar la percepción y habilidades de los EGEIs sobre la indagación en la etapa de EI, así como sus conocimientos científicos, se diseñó un cuestionario que incluía una pregunta directa sobre la posibilidad de enseñar ciencias y desarrollar indagaciones científicas en esta etapa y una batería más amplia de preguntas sobre alfabetización científica básica seleccionadas de las Encuestas de Percepción Social de la Ciencia y la Tecnología (FECYT 2017). Este instrumento serviría además para conocer los temas de ciencias sobre los que tenían un mayor interés y poder diseñar una secuencia de indagación cercana a dichos intereses.

Previo al diseño del programa formativo se consideró también importante conocer el grado de comprensión de los EGEIs sobre la indagación científica. Para ello, se utilizó el instrumento Views About Scientific Inquiry (VASI) (Lederman et al. 2014) diseñado para medir el grado de comprensión de los aspectos de la indagación científica en estudiantes K-16 y que también se puede aplicar a estudiantes universitarios (Lederman et al. 2019).

Las decisiones tomadas en el diseño del programa formativo académico se basaron en cinco principios de diseño:

(a) Partir de la situación inicial de los EGEIs con respecto a su formación científica

La situación inicial de los EGEIs se estableció a partir de las respuestas dadas al cuestionario descrito en el apartado anterior. El 78,5% había cursado Bachillerato, pero solo en un caso éste fue de ciencias. Este dato es significativo porque confirma que la mayoría posee una formación previa centrada en las Ciencias Sociales y un bajo nivel de conocimientos de ciencias, como se mencionó anteriormente. Si bien todos los EGEIs consideraron que se puede enseñar ciencias en EI, tres de ellas pensaban que los niños de esta edad no podían hacer investigaciones porque aún son pequeños o porque son complicadas. En algún caso también pensaban que podían realizar investigaciones con ayuda de la maestra. Estas creencias sobre esta falta de capacidad de los niños para realizar indagaciones se tuvieron en cuenta en el diseño del programa formativo introduciendo, antes de que las EGEIs diseñaran su proyecto de indagación, ejemplos de su viabilidad mostrando actividades de indagación con niños de EI.

(b) Integrar la formación científica y didáctica sobre la indagación

De acuerdo con Hanuscin et al. (2011) y Mesci et al. (2020), los conocimientos generales de didáctica y la comprensión del tema no son suficientes en el ámbito de las ciencias, siendo necesario combinar la didáctica con el contenido científico específico, así como con otros dominios del conocimiento del aprendizaje. Por ello, la formación científica del programa incluía una introducción a la indagación presentando un modelo sobre cómo entenderla en el ámbito escolar (Franco-Mariscal 2015) y un proyecto de indagación guiada (Alarcón-Orozco et al. 2021). Tras la formación científica se lleva a cabo la formación didáctica sobre indagación que incluye el análisis didáctico de actividades de indagación, antes de comenzar un ciclo de diseño, desarrollo y evaluación de una propuesta didáctica para niños de EI.

(c) La necesidad de que los EGEIs vivencien las actividades de indagación

El hecho de que la mayoría de EGEIs hubiesen manifestado que no habían realizado actividades de indagación en su etapa escolar plantea un obstáculo para su formación al no tener un conocimiento experiencial con el que relacionar la formación científico-didáctica que se pretende dar. Mientras persista esta situación consideramos necesario que los EGEIs vivencien ciclos de indagación completos previamente a su formación didáctica. Así, en este programa los EGEIs realizan un ciclo de indagación para responder a la pregunta inicial ¿cuál es la mejor forma de elaborar yogur? (Muñoz-Campos et al. 2020). La Figura 2 presenta las etapas de la indagación indicando sus fases (en azul) y los procedimientos asociados (en rojo).

Figura 2
Secuencia completa de indagación adaptada de Alarcón-Orozco et al. (2021)

De esta forma se involucra a los EGEIs en experiencias prácticas siguiendo la metodología de indagación propuesta por el National Research Council (NRC 2012). Conlleva la formulación y comprobación de hipótesis, la resolución de un problema real y la construcción de explicaciones del fenómeno estudiado a partir del análisis y la interpretación de datos y la síntesis de sus propias ideas. Investigaciones previas (Windschitl 2002, Haefner y Zembal‐Saul 2004, Toma et al. 2017) ponen de manifiesto cómo los EGEIs pueden llegar a cambiar su concepción sobre la naturaleza de la ciencia si participan en indagaciones escolares durante su formación.

(d) Incluir la transferencia a la práctica como un aspecto clave en la formación inicial de maestros

La formación académica no garantiza por sí sola que los EGEIs sean capaces, en su práctica profesional, de desarrollar propuestas de indagación con niños de EI (Toma et al. 2017). Además de la formación en indagación es necesario que los futuros maestros ganen confianza en sí mismos, lo que implica incluir en sus programas formativos la transferencia a la práctica (López-Luengo et al. 2018). En este momento se considera que los EGEIs ya están en disposición de transferir la formación académica recibida a la práctica escolar, diseñando, implementando y evaluando de forma autónoma, un proyecto de indagación para EI. El papel de los formadores en esta etapa consiste en acompañar y tutorizar a los EGEIs en estas tareas durante la realización de sus prácticas externas, que consideramos que es el momento idóneo para su desempeño. Esta compleja tarea supone ayudar a que los EGEIs cuestionen, reinterpreten, replanteen y sistematicen sus propias experiencias y aprendizajes (Hernández et al. 2013).

(e) Incluir la reflexión sobre el aprendizaje y las emociones

Estudios de ámbito nacional (Costillo et al. 2013) e internacional (Yeigh et al. 2016) destacan la influencia de las emociones en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Por ello, es importante ayudar a los EGEIs a desarrollar una mayor conciencia sobre sus emociones con relación a las ciencias y sobre cómo influyen en su confianza pedagógica. Además, resulta significativo valorar la evolución de las emociones sentidas por los EGEIs antes, durante y después del proceso formativo. Por este motivo, a lo largo del programa, se incluyeron cuatro actividades de reflexión y autorregulación de aprendizajes y emociones (Jiménez-Liso et al. 2018) denominadas Reflexión sobre emociones para incentivar que los EGEIs reflexionen sobre lo que sienten y aprenden y cómo lo aprenden. Estas actividades permiten a los formadores comprobar si aumenta o no la confianza de los EGEIs para implementar proyectos de indagación en el aula de EI. El programa también incluye una actividad de reflexión final sobre ventajas e inconvenientes de la indagación en EI.

Tomando en consideración los cinco principios de diseño y el esquema propuesto por España et al. (2013), se presenta en la Figura 3 el flujograma de la formación académica, que consta de ocho etapas.

Figura 3
Flujograma de la formación académica del programa para EGEIs (adaptado de Alarcón-Orozco et al. 2019)

Como se observa en los distintos iconos de la Figura 3, y se ilustra con imágenes en la Figura 4, el programa incluye actividades orientadas al grupo clase, al trabajo individual y al trabajo en equipo. Se adoptó una estructura cooperativa de aprendizaje en la que se organiza el ambiente de trabajo decidiendo el número de miembros de los Equipos de Trabajo (ET) y los agrupamientos de EGEIs, estableciendo las normas y distribuyendo los roles en el alumnado (Alarcón-Orozco y Reguero 2018).

Figura 4
EGEIs realizando actividades durante el programa formativo

Para facilitar la interrelación entre los EGEIs de los dos centros de formación, se organizó una feria de experiencias de indagación (Figura 5) en la que los ET de ambos centros intercambiaron experiencias y compartieron sus proyectos de indagación. De esta forma, comunicando y difundiendo sus resultados de investigación, se facilita a los EGEIs una primera aproximación a la transposición didáctica.

Figura 5
EGEIs en la feria de experiencias de indagación

La Tabla 1 describe de forma pormenorizada las etapas formativas del programa académico, las actividades realizadas en cada una de ellas y sus objetivos.

Antes del comienzo del Prácticum III, se acordaron las orientaciones para desarrollar la formación profesional del programa formativo. Entre las cuestiones que se valoraron destaca la importancia de utilizar instrumentos adecuados para la toma de datos, así como un seguimiento cuidadoso del proceso, supervisando cada uno de los pasos seguidos y teniendo en cuenta las percepciones de los EGEIs en cuanto a dificultades y emociones sentidas durante esta fase tan importante de su formación.

Una vez asignados los EGEIs a los centros de prácticas, se diseñó un cuestionario para conocer sus expectativas ante el Prácticum, así como su disposición para implementar en los centros secuencias de indagación diseñadas al efecto. Las respuestas de los EGEIs nos permiten ajustar, en la medida de lo posible, las ayudas pedagógicas que necesitan cada uno de ellos, así como facilitar la relaciones con las maestras de EI que serán sus tutoras profesionales.

Tabla 1
Programa académico. Relación entre etapa formativa, actividades y objetivos

La Figura 6 muestra el flujograma de la propuesta formativa profesional centrada en la transferencia a la práctica. Los recuadros representan las acciones realizadas por los EGEIs en prácticas. Todas las actividades son individuales, excepto los seminarios que se realizan en el centro de formación de forma grupal y donde se orienta el trabajo de los EGEIs y se aprovecha para intercambiar ideas, expresar dificultades y emociones y reforzar conocimientos.

Figura 6
Flujograma de la parte profesional del programa formativo sobre indagación

La etapa 1, que constituye la fase de diagnóstico, presenta la propuesta a los EGEIs que van a realizar el Prácticum III y se les pide que reflexionen sobre sus expectativas ante las prácticas externas. En la etapa 2 los EGEIs diseñan una propuesta de indagación que entregan a los tutores académicos para su revisión. Una vez revisada (etapa 3), los EGEIs la mejoran y acuerdan con los tutores profesionales el momento de su implementación en el aula de EI. En la etapa 4, los EGEIs implementan su propuesta y los tutores profesionales realizan observaciones registrándolas en una escala de observación diseñada al efecto para poder ofrecerles una retroalimentación de sus intervenciones. En la etapa 5 los EGEIs elaboran una memoria de prácticas. La evaluación de la propuesta formativa y de su implementación en EI son el tema central de los TFG (etapa 6), constituyendo su entrega la etapa 7.

Las ventajas del uso de la indagación planteadas por los EGEIs se agruparon en cuatro categorías: aspectos importantes para el aprendizaje de las ciencias, aspectos generales del aprendizaje, aspectos incluidos en el currículum de EI, y aspectos sociales. La Figura 7 muestra la frecuencia de cada uno de los 20 aspectos identificados, empleando un color distinto para cada centro.

Figura 7
Valoraciones de los EGEIs sobre las ventajas del uso de la indagación en EI

Como se observa, las categorías y aspectos más destacados se refieren a los aspectos importantes para el aprendizaje de las ciencias, señalando fundamentalmente el interés por su aprendizaje y el desarrollo de habilidades de investigación; y aspectos generales del aprendizaje, indicando principalmente aprendizaje activo, curiosidad, cooperación y motivación.

A continuación, se presentan algunas respuestas que muestran los aspectos importantes que para los EGEIs tiene a la indagación para el aprendizaje de las ciencias.

• La indagación como metodología para enseñar y aprender a través de la experimentación: Los EGEIs destacan la importancia de que los niños experimenten en el aula y que los maestros enseñen con metodologías alejadas del uso de fichas, independientemente del trabajo organizativo y de tiempo requeridos:

«Tras haber realizado varias actividades de indagación y vivenciar la feria puedo decir que la idea de emplear la indagación como metodología es realmente enriquecedora para el alumnado de infantil puesto que se adapta mucho a la idea que tengo de una buena enseñanza que no se base solo en fichas y libros, sino que el niño vivenciando y experimentando consigue aprender mucho más».

«La indagación no solo ofrece la oportunidad a los alumnos de aprender de una forma diferente, sino que da la oportunidad a los maestros de enseñar de otra manera más dinámica convirtiéndose en mediadores del aprendizaje.»

«Es cierto que como docente realizar este tipo de actividades requiere muchísimo tiempo y organización, pero pienso que solo hay que ver los resultados que se obtienen para comprender que merece la pena».

• La indagación como práctica para aprender ciencias: Los EGEIs pusieron de manifiesto que la indagación constituye una práctica adecuada para enseñar y aprender de forma significativa cualquier contenido científico:

«A través de la indagación se pueden trabajar todos y cada uno de los contenidos de ciencias de una forma divertida y motivadora que generan gran interés en los alumnos al mismo tiempo que los aprendizajes se vuelven significativos».

Esta idea se ilustra con las imágenes de la Figura 8 que recoge proyectos de indagación sobre temáticas muy diferentes: convección, gases, mezclas, lluvia ácida, crecimiento de las plantas, energía solar, flotabilidad, etc.

Figura 8
Proyectos de indagación desarrolladas por EGEIs sobre diferentes temáticas

El análisis estadístico de las ventajas dadas por los EGEIs de ambos centros muestra diferencias estadísticamente significativas, a favor del centro CAMMIA, en el número total de ellas (Z = -2,796; p = 0,005) y también en las categorías de aspectos incluidos en el currículum de EI (Z =-2,013; p = 0,072) y aspectos generales del aprendizaje (Z =-2,233; p = 0,033). Sin embargo, las respuestas de ambos grupos son bastante similares en las ventajas concretas, ya que solo aparecen diferencias estadísticamente significativas, siempre a favor de CAMMIA, en la comprensión de conceptos y el desarrollo de habilidades lingüísticas (Z =-2,082; p = 0,289).

En relación con los inconvenientes, se observó que son menos numerosos que las ventajas. La Figura 9 recoge la frecuencia de los nueve aspectos identificados agrupados en tres categorías: factores contextuales de la enseñanza, currículo y factores personales relativos al maestro.

Figura 9
Valoraciones de los EGEIs sobre los inconvenientes del uso de la indagación en EI

Como se aprecia en la Figura 9, la categoría en la que más se centraron los EGEIs fue factores contextuales de la enseñanza, y dentro de ella resaltaron la falta de tiempo como un inconveniente importante para llevar a cabo las actividades de indagación en el aula de EI. Los EGEIs también consideraron un inconveniente importante el hecho de que no todos los temas del currículum de EI se prestasen a ser trabajados mediante indagación. Por último, sólo los EGEIs de CAMMIA identificaron inconvenientes relacionados con factores personales relativos al maestro, particularmente a su falta de formación.

Analizando las posibles diferencias en los inconvenientes mostrados por los EGEIs de ambos centros se encontraron diferencias estadísticamente significativas, siempre a favor de CAMMIA, en el número total de inconvenientes (Z = -2,084; p = 0,049), en los factores personales relativos al maestro (Z = -3,817; p = 0,002) especialmente en el aspecto relacionado con la falta de formación de los docentes (Z = -3,122; p = 0,030) y dentro de los factores contextuales de la enseñanza, en la falta de colaboración de las familias (Z = -2,876; p = 0,060).

En general, se detectan diferencias estadísticamente significativas en el total de ventajas e inconvenientes señalados por los EGEIs de ambos centros (Z = -4,729; p = 0,000), así como en las indicadas por cada centro de forma independiente (CCEE: Z = -2,960; p = 0,003; CAMMIA: Z = -3,728; p = 0,000). Las diferencias entre ambos centros pueden ser debidas al mayor contacto de las EGEIs del CAMMIA con niños de EI, que les había permitido llevar a cabo otras actividades en el desarrollo de las distintas asignaturas, adicionales a las prácticas externas. Estas experiencias parece que les hacen ser capaces de analizar con más detalle los pros y contras del uso de la indagación en la EI.

Además de las ventajas e inconvenientes incluidos en las Figuras 7 y 9, los informes de los EGEIs incluían reflexiones importantes sobre aspectos del programa formativo que consideraban importante de cara a su enseñanza en la EI. En particular destacan dos aspectos:

• Vivenciar indagaciones: La mayoría de los EGEIs resaltaron la importancia de vivenciar indagaciones (Figura 10) antes de llevarlas al aula de EI:

«Considero que hay una gran cantidad de ventajas para la utilización de indagaciones debido a que es una metodología vivencial y experimental que es lo que pretende… Puedo confirmar que se aprende mucho más cuando es uno mismo el que investiga y hace las cosas, que si solo te lo cuentan».

Figura 10
EGEIs vivenciando la indagación sobre elaboración de yogur

• Interiorización de las etapas de una indagación: No solo es importante vivenciar indagaciones, sino también interiorizar sus etapas, lo que resulta esencial para entender por qué se realiza cada paso como ilustra este fragmento:

«En relación con la experiencia de indagación realizada en clase sobre el yogur, he aprendido a plantear hipótesis, a observar todas las variables que nos podemos encontrar y a clasificarlas según sean dependientes, independientes o controladas y a evaluar el producto final, entre otros aspectos. Además, me he cuestionado muchos aspectos relacionados con el yogur, como la necesidad o no de consumirlo y he adquirido muchos conocimientos sobre él, como qué ingredientes lo componen, cómo se elabora, los beneficios de consumirlo, etc.»

No obstante, no todos los EGEIs consiguieron esta interiorización de etapas. Este fragmento pone de relieve que, durante la realización de la indagación del yogur, este EGEI no comprendió por qué era necesario añadir un poco de yogur natural (aportación de bacterias para la fermentación) en su elaboración:

«Un inconveniente es que si no sale bien la indagación o no se llega al resultado que queremos conseguir, puede que no queden claros los conceptos a aprender. En mi caso, me pasó con el yogur, ya que ninguno de los tres experimentos salió, y al final no me quedó del todo claro el proceso».

Como síntesis final de las valoraciones, indicar que el hecho de que los EGEIs de ambos centros indicaran, de forma estadísticamente significativa, más ventajas que inconvenientes puede considerarse como un apoyo importante al desarrollo de programas formativos de indagación con EGEIs. El siguiente ejemplo muestra una reflexión sobre qué les puede aportar como futuros maestros el desarrollo de estos programas:

«Puedo afirmar que encuentro más puntos a favor que en contra sobre el uso de actividades de indagación en EI. En mi propia experiencia, puedo confirmar que durante la asignatura he aprendido una gran cantidad de contenidos sobre indagación. Al comenzar la asignatura, había oído hablar un poco sobre este tema, pero nada en comparación con lo que ahora sé. Al terminar esta asignatura, puedo confirmar que he aprendido qué es una experiencia de indagación, qué elementos la constituyen y cómo llevar a cabo una indagación en el aula de EI, cómo debo guiarla, qué pasos debo de seguir, etc».