Descripción del conocimiento pedagógico del contenido de la argumentación en docentes que enseñan ciencias naturales en educación pública en Chile

Description of Chile primary science teachers’ pedagogical content knowledge of argumentation

Una ciudadanía activa, que se involucre con la solución de problemas comunes de manera crítica pero sostenible requiere, lo que se ha llamado, alfabetización científica, que involucra tanto el dominio de conocimiento científico y la comprensión de la naturaleza de la ciencia (Davies 2004), como la práctica de argumentación (Tippett 2009). Esto interpela a la ciencia y a su enseñanza de manera directa y urgente. No solo se trata de enseñar a construir y evaluar argumentos científicos, lo que es central, sino a participar en la articulación colectiva de nuestras diferencias. Kolstø (2000) plantea la necesidad de proveer experiencias de ejercicio del debate y la discusión de controversias como un aspecto organizador de la enseñanza de ciencias para la ciudadanía. Sabemos que estas experiencias no solo promueven la capacidad de argumentar científicamente (Hemberger, Kuhn, Matos y Shi 2017), sino también de comprender conceptos científicos (Asterhan y Schwarz 2016). La evidencia disponible sugiere, sin embargo, que la enseñanza de ciencias que predomina en países Latinoamericanos dista de ofrecer experiencias de argumentación e indagación (ver Cofré et al. 2010, González-Weil et al. 2012, Larrain, Howe y Freire 2014).

Argumentación es un término polisémico (Jiménez-Aleixandre y Erduran 2008) pero para efectos de este trabajo la entenderemos, basados en el trabajo de Asterhan y Schwarz (2016), tanto como el proceso como la habilidad involucrados en la práctica discursiva de lidiar con asuntos controversiales, que implica la elaboración y evaluación crítica de razones para sostener puntos de vista opuestos, y la articulación de teoría y evidencia. La concebimos como un proceso dialógico (Leitão 2000) en tanto involucra diferentes perspectivas en tensión y, de acuerdo a nuestro punto de vista, la argumentación incluye distintas dimensiones: una dimensión comunicativa, en tanto típicamente involucra la comunicación entre distintos hablantes; una dimensión epistémica, en tanto es un proceso que promueve la construcción de conocimiento; una dimensión dialéctica, pues involucra la existencia y emergencia de controversias que son críticamente examinadas; y una dimensión pedagógica, en la medida que puede emerger como parte de diseños deliberados para promover aprendizaje y desarrollo.

En la enseñanza de ciencias, tradicionalmente se ha enfatizado la importancia de que estudiantes aprendan a construir argumentos científicos, en donde conclusiones sean apropiadamente sostenidas por evidencia a través de un proceso de razonamiento (McNeill y Krajcik 2008). Esto ha sido concebido como énfasis en la dimensión estructural de la argumentación. Sin embargo, autores como Osborne (2010) han insistido en la importancia de que estudiantes aprendan no solo a construir argumentos científicos de calidad, sino a participar de la práctica crítica de discusión de puntos de vista opuestos, a través del intercambio de argumentos y contra-argumentos en el aula, lo que ha sido entendido como enfatizando su aspecto dialógico. Ambos aspectos se reconocen como parte central de la ciencia en tanto práctica y de la ciudadanía, y, por tanto, objetivos educacionales claves.

Para responder la pregunta de investigación, se desarrolló un estudio de corte transversal y de carácter descriptivo. El objetivo del estudio fue describir el nivel de CPC de argumentación en docentes que enseñan ciencias en enseñanza básica en educación pública en Chile. Entenderemos el CPC como un conocimiento profesional propio de la enseñanza de la disciplina, compuesto por diferentes elementos (por ejemplo, conocimiento de estrategias de enseñanza) los cuales se pueden expresar de forma declarativa o procedimental. Si bien la conceptualización del CPC de argumentación no se ha explicitado directamente a algún modelo concreto de CPC (Wang y Buck 2016; McNeill et al. 2016; Sengul et al., 2020), en este estudio se toman elementos presentes en los modelos de Magnusson et al (1999) y Park y Oliver (2008).

Respecto al CPC declarativo, y como se puede apreciar en la Figura 2, ninguno de los docentes alcanza una puntuación que lo clasifique en el nivel experto y cuatro de diez docentes son clasificados en nivel no experto (casos 2, 3, 4 y 7). Este grupo comparte conocimiento declarativo sobre la argumentación centrado en la búsqueda de ideas correctas o de transmisión de conocimiento. Por ejemplo, ante la pregunta qué es la argumentación, encontramos:

«Es poder defender lo que uno quiere explicar ¿Ya? Argumentar es hablar con bases, es hablar desde lo que se sabe, desde lo que aprendí y desde lo que sabe [...] es explicar algo de la forma más precisa que se puede hacer» .(Caso 2).

Un segundo grupo de docentes (casos 5, 6, 8 y 9) son clasificados en nivel inicial reconociendo principalmente la dimensión comunicativa de la argumentación en base a la experimentación científica:

<<Después de haber experimentado, después de haber analizado, de haber tenido hipótesis, después de todo eso, el poder argumentar mi trabajo, mi desarrollo, me va a llevar a tener una buena calidad digamos en cuanto a mi pensamiento, a mi estructura, y a mi forma de trabajo>>. (Caso 5).

Finalmente, dos docentes son clasificados en un nivel transición donde refieren de alguna forma a la dimensión epistémica de la argumentación en su relación con el pensamiento sin que sea del todo claro cómo las distintas dimensiones de la argumentación (comunicativa, epistémica, dialéctica y pedagógica) se relacionan:

«Decirles a los chiquillos, ponte en otro lado, o sea, no solamente con su experiencia, si no que saber ponerlo en otro punto de vista, argumentan por qué esto puede ser así, cosa de que ellos logren, ver más allá de lo evidente, que me diga ya; pero yo digo que eso es negro, y piensa que, no importa que está equivocado, no importa que esté... sí, sabemos que es blanco, pero, y de alguna forma, con, con algunas ideas previas, pueda justificar» .(Caso 1).

En el caso de CPC procedimental, y tal como se ve en la Figura 3, al colapsar las 3 dimensiones (visión profesional, diseño y argumentación clase ampliada) se observa que la mayor parte de los y las docentes (6 de 10) se ubica en un nivel no experto o muy cercano a este (casos 1, 2, 3, 4, 5 y 7). De los cuatro restantes, dos son clasificados en nivel inicial (casos 8 y 9) y 2 en nivel transición (casos 6 y 10). De esta manera, lo primero que se observa, es que la dimensión del CPC declarativo y procedimental no van siempre de la mano, habiendo docentes que muestran conocimiento de una dimensión y no de la otra, como el caso 2, 4 y 5.

Al desagregar los resultados por cada una de las dimensiones del CPC procedimental, observamos que en el caso de la visión profesional dos de ocho casos (3 y 5) son clasificados en un nivel no experto. Estos docentes observan e interpretan las situaciones de aula desde una perspectiva transmisiva y de verificación de los aprendizajes:

«O sea, bueno, hay que tener claro los términos, los conceptos, [...] para poder argumentar bien, con buen fundamento» .(Caso 3).

Cuatro docentes (casos 1, 2, 4 y 10) son clasificados en el nivel inicial, interpretando las interacciones observadas principalmente desde una perspectiva comunicativa. La argumentación aparece como una forma de diálogo que complementa la experimentación científica:

«la pregunta promueve el aprendizaje, ahora, el que los chiquillos hayan participado poco, no la promueve mucho, pero la pregunta si; qué pasó con la plasticina, o qué va a pasar con la plasticina, de hecho, es un llamado a que los chiquillos investiguen» (Caso 4).

Finalmente, dos docentes (casos 6 y 9) son clasificados en nivel transición interpretando la situación de aula desde la relevancia de la argumentación centrada en la discusión de ideas contrarias:

«Les hubiese hecho levantar la mano a lo mejor, y decir, ya, quiénes están de acuerdo, qué pasó con algo que dijeron [...] Entonces, preguntar a lo mejor quién está de acuerdo con esa afirmación, y por qué está de acuerdo con eso. Y quienes no están de acuerdo, y los que no están de acuerdo también decirles que argumenten por qué no» .(Caso 6).

Respecto al diseño de clases, siete docentes fueron clasificados en nivel no experto (casos 1, 2, 3, 4, 5, 7 y 9), lo que implica que, durante la clase, ya sea en momentos de clase completa, plenario y/o trabajo en grupo, no se percibe un diseño que promueva diferencias de opinión que se elaboren o discutan. Un docente es clasificado en nivel inicial (caso 8), un docente fue clasificado en nivel transición (caso 6) y una docente (caso 10) fue clasificada en el nivel experto. Por ejemplo, el caso 10 en una clase solicita que en grupos de pares estudiantes elaboren modelos diferentes para representar las capas de la tierra, y luego propone que escojan el mejor modelo, a partir de la discusión y fundamentación de ideas.

Respecto al uso pedagógico de la argumentación en aula, seis de diez docentes son clasificados en nivel no experto (casos 1, 2, 3, 4, 5 y 7). Esto significa que, en las clases observadas, los enunciados argumentativos corresponden a preguntas justificativas aisladas (Ejemplo: Y las placas tectónicas ¿por qué serán importantes en nuestra tierra?, Caso 5). En nivel inicial, se encuentra un docente (caso 9) en cuya clase además de preguntas docentes, aparecen argumentos de estudiantes, aunque estos no se exploran, elaboran o discuten. Por ejemplo:

<<Docente (D): Salió una burbuja, ¿por qué crees que salió una burbuja?

Estudiante (E): Por el peso que tiene la arena, lo levanta>>. (Caso 9)

Dos docentes (casos 6 y 8) son clasificados en nivel transición, observándose interacciones pseudo-argumentativas, como se ejemplifica a continuación:

D: Tenemos aquí un globo desinflado ¿Un globo desinflado tiene masa o no? [Situación controversial]

E 11: Sí, porque el globo desinflado e inflado pesan lo mismo. [argumento]

D: Ustedes, el globo sin aire ¿tiene masa o no tiene masa? [Situación controversial]

E8: Cuando no tiene aire no tiene masa [argumento]

D. O sea que si lo peso no pesarán nada ¿Qué dicen? ¿qué sí o que no? [Pregunta argumentativa]

E6: que sí

D: ¿Por qué sí? [Pregunta justificativa]

E8: Un globo desinflado tiene masa, pero muy poquita masa, porque el globo solo pesa, pero muy poquito y con masa pesa más que cuando está desinflado [argumento]

D: ya, a ver ¿qué opina la Ester? ¿Un globo desinflado tiene masa o no? [Situación controversial]

E5: No

D: No tiene… a ver ¿por qué dice que no? [Pregunta justificativa]

E5: No sé cómo explicarlo

D: a ver dame un ejemplo ¿quién le puede ayudar a la compañera a explicar que un globo desinflado no tiene masa?

E2: porque no está inflado y no tiene aire [argumento]

D: porque no está inflado, entonces si yo voy y peso ese globo ¿no pesa nada? [Pregunta contra-fáctica]

E2: es que el globo va a pesar más con aire… que el desinflado [argumento/contra-argumento a su propio argumento]

D: Ya, uno pesa más que el otro, pero ¿puedo decir que el desinflado tiene masa o no?

E: Tienen algo en común

D: ¿Tienen algo en común respecto a la masa? ¿qué podemos poner en el cuaderno?

En este caso, aunque se observan argumentos y contra-argumentos, mediados por preguntas que invitan a pensar alternativas y justificarlas, no se profundiza en las ideas y preconcepciones de los y las estudiantes de manera de tensionarlas, de evaluarlas, descartarlas y transformarlas. La interacción termina cambiando de foco a cómo identificar aspectos comunes entre diferentes objetos.

Finalmente, solo una docente (caso 10) se clasifica en nivel experto observando que los argumentos y contra-argumentos son utilizados de manera que hay un foco en el logro del proceso epistémico. Por ejemplo:

D: A ver Fernanda, escuchemos a Fernanda. Fernanda ¿Cuál crees tú que es el mejor modelo? [Situación polémica]

Fernanda: El de Valeria

D: La de Valeria

Fernanda: Porque

P: A ver ¿por qué? [Pregunta justificativa]

Fernanda: Hay como una, como un trozo de tierra, que ahí están las capas, entonces así se ve la profundidad. [argumento]

P: Ya

A: Profe, profe, tía.

P: Ya, escucharon bien lo que dijo la Fernanda ¿cierto?

A: Sí

A. Profe, hay una

P: A ver, a ver, a ver, a ver, momento, a ver Paty, ¿qué dirías tú de lo dice Fernanda?

Paty: De que, si viene bien, se ve bien la profundidad, si la capa sí, pero el núcleo debería, el núcleo debería ir más abajo, la corteza debería. [contra-argumento]

P: Entonces para ti ¿cuál es el mejor modelo?

Paty: El de Tito

P: El de Tito ¿alguien está de acuerdo con la Paty? [pregunta argumentativa]

A: Sí

P: Lila, ¿por qué Lila? [pregunta justificativa]

Lila: Porque aquí, o sea se ve, este está como más desordenado, porque la corteza está abajo y debe estar arriba. [argumento]

D: Ah, la corteza es la más delgada y está en la superficie terrestre.

En este caso, no solo se ofrece una situación polémica (diferentes modelos que hay que escoger) y se formulan argumentos y contra-argumentos, sino que se hace sin perder de vista el objetivo de construcción de conocimiento: que estudiantes logren reconstruir una representación coherente del orden de las capas terrestres. De hecho, la interacción no termina aquí y la docente sigue explorando las ideas de los y las estudiantes acerca de las capas de la tierra.

Respecto al CPC procedimental, es interesante observar que las diferentes dimensiones descritas no se mueven de manera sincrónica en todos los casos. Si bien hay docentes que presentan niveles parejos en todas las dimensiones (casos 3, 5 y 7 en no experto, y caso 6 en transición), en el resto de los casos el desempeño varía sin que se pueda identificar dimensiones que son consistentemente más desafiantes que otras o algunas que vayan de la mano. El caso 6 destaca por la consistencia en el CPC procedimental, donde todas las dimensiones se encuentran a nivel de transición, mostrando mayor avance que el CPC declarativo. Por su parte, si bien el caso 10 muestra un CPC declarativo en transición, las dimensiones del CPC procedimental varían entre inicial (visión profesional) y experto (diseño y uso pedagógico de la argumentación en aula). Este caso sugiere que el CPC declarativo no precede necesariamente la capacidad de interpretar y observar una situación de aula y que esta tampoco es condición necesaria para la práctica pedagógica.

Es preciso observar que ninguna variable demográfica (sexo, edad, años de enseñanza, formación inicial o formación en indagación científica) emergen como ejes relevantes de análisis para el CPC del contenido de la argumentación de los y las docentes participantes.

El objetivo del estudio fue describir el nivel del CPC de argumentación de docentes que enseñan ciencias en educación primaria en Chile, de manera de contribuir a diseñar procesos de formación docente para una enseñanza de las ciencias para la ciudadanía. Aunque el estudio se trata de un estudio cualitativo acotado, sus resultados muestran distintos aspectos de interés. Por un lado, en este grupo de docentes el CPC de argumentación es un desafío para el que su formación previa (incluyendo las especializaciones en indagación científica), ni la práctica pedagógica los ha preparado del todo. Coherente con los resultados internacionales (Sadler, 2006, Wang y Buck, 2016) los y las docentes del estudio muestran en su mayoría una visión poco informada de lo que es la argumentación, su potencial de construcción de conocimiento y su desarrollo (Sampson y Blanchard 2012). Identifican los beneficios de la argumentación más con su carácter comunicativo y expresivo, que de razonamiento científico y construcción de conceptos. Esto es coherente con una visión de la enseñanza de las ciencias orientada a la transmisión del conocimiento correcto y experimentación, donde los procesos de razonamiento y persuasión colectivo no tiene rol claro, requiriendo habilidades que estudiantes no tendrían (McNeill et al. 2016). Más aún, coincidente con los resultados del estudio de Garcia Romano et al. (2016), si bien los y las docentes valoran la argumentación como forma de expresión de puntos de vista y construcción de explicaciones, no reconocen el aspecto retórico, que es parte central de la construcción de conocimiento científico.

En términos de los conocimientos procedimentales, existe un bajo uso pedagógico de la argumentación, lo que es coherente con la evidencia disponible (González-Weil et al. 2012, Cofré et al. 2010, Larrain et al. 2014), incluso en su aspecto de construcción de explicaciones y argumentos. De hecho, no se observan reflexiones acerca de la estructura de argumentos científicos ni del rol de la evidencia en estos. Así, a diferencia de la progresión propuesta por Knight-Bardsley y McNeill (2016), este estudio observa prácticas dialógicas de argumentación en donde se discuten controversias, pero sin que se repare en el rol de evidencias. En este sentido, aunque esto se ha concebido como indicando un nivel experto, no se trataría de un nivel experto equivalente al observado en otros estudios internacionales. Además, coincidente con resultados de investigaciones de habla hispana con docentes en formación inicial (Archila, 2014; Martín-Gámez, 2020) docentes reportan dificultades en identificar con precisión estrategias pedagógicas para promover la argumentación en aula.

Ahora bien, es interesante observar que creencias más precisas e informadas respecto al uso pedagógico de la argumentación no derivan necesariamente en conocimiento procedimental (caso 1), ni un conocimiento procedimental más desarrollado requiere conocimiento declarativo avanzado como precondición necesaria (caso 6). Sin embargo, un nivel avanzado en el uso de argumentación en aula y diseño de clases puede relacionarse con un mayor nivel de conocimiento declarativo (caso 10). Esto sugiere una interesante hipótesis a explorar en futuros estudios: el conocimiento procedimental, particularmente la práctica y diseño pedagógico, podría fortalecer el conocimiento declarativo y la visión profesional. Esto implicaría revisar la idea de que el conocimiento declarativo y visión profesional precede necesariamente la práctica, y que es el único punto de partida para el desarrollo profesional.

Sin embargo, los resultados no solo levantan la visión de un déficit, sino que informan respecto a las condiciones y recursos de este grupo de docentes para posibles caminos de desarrollo del CPC de la argumentación. El estudio muestra que no hay una sola progresión de aprendizaje posible entre los distintos saberes involucrados, y que distintos saberes pueden tener presencias diferencialmente importantes en distintos docentes. Es posible que esto vaya de la mano con diferentes trayectorias y experiencias, sugiriendo lo que Clark y Hollinsworth (2002) señalan como aprendizajes que se han iniciado a partir de distintos dominios (práctica, cognición, consecuencias, entre otros). Así, este estudio puede servir para visualizar posibles trayectorias de formación a partir del conocimiento de las competencias actuales de docentes que inician procesos de desarrollo profesional en esta área, y así diseñar de manera acorde oportunidades para este.

Es claro a partir de los resultados que el CPC de la argumentación no es un solo saber, sino que se configura como un conjunto complejo de saberes diversos, que pueden tener distintos orígenes. Es posible incluso a partir de los resultados preguntarse si la misma categoría de CPC de la argumentación debe revisarse. Nuestra primera respuesta a esta pregunta es que es necesario entender esta noción como una hipótesis de trabajo, sin pretender que sea una descripción de la realidad. Como hipótesis de trabajo puede ser útil, aun cuando su descripción propone desafíos metodológicos importantes. Al respecto, reconocemos como otro aporte de este estudio la propuesta metodológica de evaluación de CPC de la argumentación. Nuestra aproximación no solo combina diversas fuentes de información como se sugiere en la literatura (Vergara y Cofré 2014), sino aporta con el uso de técnicas que resultaron especialmente interesantes, como los videos de clases ajenas para describir visión profesional. Si bien McNeill et al. (2016) usan viñetas de una manera similar, los videos permitieron rescatar con mayor claridad la dimensión dialógica, cuestión que ha sido considerada difícil de pesquisar. Por otro lado, las rúbricas de los distintos instrumentos sostienen una progresión de aprendizaje que incorpora distintas dimensiones de la argumentación (comunicativa, epistémica, dialéctica y pedagógica), incluyendo aportes de la literatura en enseñanza dialógica (Alexander 2017).

Ahora bien, el estudio tiene limitaciones. Lo primero es la muestra. Se trata de una muestra pequeña que es necesario ampliar en el futuro y, más importante aún, una muestra de dos grabaciones por clases para explorar un aspecto del CPC procedimental. Lo segundo, es de carácter metodológico. A partir del estudio sugerimos disminuir las preguntas de las entrevistas y focalizarlas en profundizar en el pensamiento de estudiantes y cómo promover su desarrollo, además de ampliar la reflexión respecto al currículum nacional y estrategias de evaluación de aprendizaje. Además, contar con la visión de docentes respecto a sus propias prácticas sería un aspecto que fortalecería la propuesta. Con todo, se considera que el estudio contribuye con información única que puede servir como punto de partida a futuros estudios y servir de insumo para el diseño de programas de formación docente.

En esta línea, el estudio sugiere que la formación en CPC del contenido de la argumentación no debiese basarse como punto de partida en la reconstrucción del conocimiento en su dimensión declarativa, sino que puede organizarse desde su dimensión práctica, dando oportunidades a docentes en formación de analizar con un foco en la argumentación, interacciones reales de aula tanto entre estudiantes y docentes como entre estudiantes. Más allá de promover reflexiones en general respecto a estas prácticas, la idea es promover observaciones focalizadas de manera de desarrollar visión profesional orientada a identificar con precisión movidas docentes que promueven argumentación y aprendizaje; ofrecer oportunidades para, ante determinadas intervenciones de estudiantes, anticipar lo que están pensando y responder de manera específica y precisa para promover la argumentación; identificar elementos del diseño pedagógico que facilitan y dificultan la promoción de argumentación en aula, entre otros. Aquí, sostener un foco el discurso no como un conjunto de proposiciones neutras que se repiten mecánicamente (por ejemplo la pregunta ¿por qué?) sino como posicionamientos retóricos y evaluativos (Boyd y Markarian, 2015) que para el logro de la promoción de la argumentación en y con estudiantes, requieren de ser performados en una secuencia ideacional apropiada y genuina. Por último, de esto se sigue la necesidad de fortalecer los espacios de formación respecto al diseño de clases para promover la argumentación, centrando el trabajo imaginativo y colaborativo en la transformación de los contenidos curriculares en problemas o controversias a discutir.

Para citar este artículo: Larrain, A., Gómez, M., Calderón, M., Fortes, G., Ramírez, F., Guzmán, V. y Cofré, V. (2022). Descripción del conocimiento pedagógico del contenido de la argumentación en docentes que enseñan ciencias naturales en educación pública en Chile. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias 19(1), 1602. doi: 10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2022.v19.i1.1602

Este estudio ha sido financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo de Chile – ANID a través de programas FONDEF/ANID IX Concurso de Investigación Tecnológica FONDEF IT 20I0015 y FONDECYT proyectos1211920, 11200371 y 3190488.