I. Introducción

Conocer el estado actual y las líneas de investigación prioritarias que se realizan en América Latina y el Caribe, en el área de las Didácticas de las Ciencias Naturales, permite conocer las problemáticas que preocupan y ocupan a la comunidad científica y educativa en la que estamos inmersos. Se convierte así en un conocimiento con el que resulta indispensable contar al momento de planificar, evaluar y reorientar las investigaciones en pos de que los resultados contribuyan a la generación de conocimientos que den respuestas a las preguntas planteadas por la comunidad científica. Este estudio pretende identificar, describir y caracterizar las principales líneas de investigación.

Este tipo de revisiones resulta especialmente importante en nuestra área dado el crecimiento exponencial de las publicaciones realizadas en los últimos años ^{(Benarroch, 2010)}, y es necesario realizarlas ya que, salvo algunas excepciones ^{(Consejo Mexicano de Investigaciones Educativas, 2003}; ^{Valbuena, Hernández, Correa, Amórtegui y Ruiz, 2008}, ²⁰¹⁰⁾, la mayoría de las revisiones hasta el momento hacen alusión principalmente a contextos diferentes. Como afirman ^{Pro y Rodríguez (2011)}, dichos balances no son trasladables a nuestras realidades, por lo que consideramos indispensable sumar a los análisis realizados uno que contemple nuestro entorno.

La Didáctica de las Ciencias irrumpe como disciplina a finales de la década de los ochenta. ^{Porlán (1998)}, a fines de los noventa, la reconoce como una “disciplina práctica emergente que se incluye en el campo más amplio de las Ciencias de la educación […] cuyo objeto de estudio son los sistemas de enseñanza-aprendizaje”. Este autor propone desde entonces que la finalidad de la Didáctica de las Ciencias es “describir y analizar los problemas más significativos de la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y elaborar y experimentar modelos que, a la luz de los problemas detectados, ofrezcan alternativas prácticas fundamentadas y coherentes” (p. 28).

Estudios epistemológicos, históricos y sociológicos realizados por ^{Adúriz e Izquierdo (2002)} sostienen la autonomía de la Didáctica de las Ciencias y describen las etapas por las que ha pasado hasta constituirse en una disciplina autónoma incluida dentro de las Ciencias Sociales.

Los avances en la investigación en educación en Ciencias, sumado a la consolidación de grupos y proyectos de investigación y la posibilidad de difundir y conocer rápida y masivamente los resultados de investigación de estos grupos, conllevó a que la didáctica de las ciencias se consolidara como una disciplina científica, metodológica y teóricamente fundamentada.

En ese andar, ^{Moreira (2004)} vislumbra que la investigación en educación en Ciencias evolucionó de la siguiente manera:

Y reconoce que las líneas de investigación que han producido (y siguen produciendo) conocimientos sobre educación en Ciencias están relacionadas con: métodos/técnicas/estrategias de enseñanza; conocimiento intuitivo de los estudiantes; aprendizaje de las Ciencias (principalmente en relación al cambio conceptual); currículum de Ciencias; formación/conocimiento/accionar de los profesores de Ciencias; contexto en que se da la educación en Ciencias; las nuevas tecnologías en la enseñanza de las Ciencias; la evaluación (del aprendizaje, del currículum, de la enseñanza).

En concordancia con ello, ^{Gallego (2004)} propone como campos de saber y de investigación delimitados por la didáctica de las Ciencias Naturales: la formación inicial y continua de profesores de Ciencias; las concepciones epistemológicas (e históricas), pedagógicas y didácticas de los profesores de Ciencias; las estrategias de enseñanza y las ideas alternativas del estudiantado; la confiabilidad de los textos de enseñanza; el problema de la evaluación; las relaciones CTSA (Ciencias, Tecnología, Sociedad y Ambiente); las intencionalidades curriculares.

Podemos hoy considerar a la Didáctica de las Ciencias como la disciplina que aborda y resuelve problemas relacionados con la enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias. Y las líneas de investigación prioritarias que consolidan y acrecientan su cuerpo de conocimiento estarían relacionadas con:

Este trabajo busca analizar cuáles de estas líneas se están desarrollando en mayor medida en América Latina y el Caribe, y analizar si existen otras emergentes.

II. Metodología

En este estudio se analizan revistas científicas publicadas en Latinoamérica y el Caribe con acceso libre, en línea. En los últimos años, y gracias a las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC), ha aumentado notablemente el número de revistas académicas publicadas en línea (e indexadas en las principales bases de datos que reúnen a las revistas científicas), que posibilitan el libre acceso a los artículos publicados. Y también es creciente el uso de estas revistas en la comunidad académica, justamente por la posibilidad de acceder en forma libre y gratuita.

Analizar este tipo de revistas permite acceder a un vasto número de artículos y con ello conformar una base documental que sea representativa; para garantizar que la base documental incluya a todos los países que editan este tipo de revistas, se definen los siguientes criterios para su selección:

A fin de asegurar que el análisis revele una tendencia en las líneas sobre las que se están investigando, se analizan los trabajos publicados (disponibles en Internet) durante diez años (correspondiente al período 2004-2013). De ellos se eligen sólo aquellos que reporten investigaciones educativas y proporcionen datos empíricos sobre aspectos relacionados con el aprendizaje y la enseñanza de las Ciencias en los distintos niveles educativos (excluyéndose los que realizan aportes teóricos o metodológicos o que proponen revisiones bibliográficas y los que presentan innovaciones didácticas o experiencias áulicas que sólo describen metodologías de enseñanza pero no aportan datos de investigación inherente, por ejemplo, al impacto de la innovación sobre el aprendizaje propiciado, a las características del aprendizaje experimentado por los alumnos, al rol-accionar-metodología-perfil didáctico del docente, etc.). La base documental quedó conformada por 15 revistas (ver tabla I) y 490 artículos.

Con el fin de recolectar datos que permitan limitar las líneas de investigación prioritarias, se analizan el título y resumen de los artículos seleccionados y se identifican aquellas palabras claves y preposiciones que evidencien el problema de investigación abordado. Para organizar y sistematizar los datos recolectados se establecieron dimensiones, subdimensiones y categorías de análisis, atendiendo a las líneas de investigación que, según lo analizado con antelación, contribuyen a la consolidación y crecimiento del cuerpo de conocimiento de la didáctica de las Ciencias Naturales. Así se definen las unidades de análisis: Aprendizaje de las Ciencias, Enseñanza de las Ciencias, Currículum en Ciencias, Profesorado en Ciencias, Estudiantes de Profesorado en Ciencias y Otros temas.

En la dimensión Aprendizaje de las Ciencias se incluyen trabajos que analizan el conocimiento de los alumnos, diferenciando los que indagan su saber espontáneo y con ello concepciones, modos de razonar, argumentar, explicar, resolver situaciones problemáticas y realizar tareas experimentales (subdimensión Conocimiento de los alumnos) de los que estudian o miden alguna variable asociada con el aprendizaje conceptual, procedimental y actitudinal experimentado (subdimensión Aprendizaje de los estudiantes).

En Enseñanza de las Ciencias se incluyen artículos que evalúan el impacto de recursos o metodologías didácticas que consideradas innovadoras e intentan superar una determinada problemática, o por ser un recurso didáctico que no ha sido implementado previamente como tal, o que su impacto no ha sido medido mediante un trabajo de investigación. Así, la subdimensión Estrategias o recursos didácticos contiene artículos que evalúan el impacto sobre la enseñanza o el aprendizaje de recursos didácticos o estrategias didácticas, mientras que la Propuesta de enseñanza abarca trabajos que analizan el impacto de una metodología de enseñanza diseñada e implementada en la investigación.

En la dimensión Currículum en Ciencias se incluyen artículos que analizan diseños curriculares o evalúan el impacto de innovaciones curriculares.

Dentro de la dimensión Profesorado en Ciencias se definen las subunidades Conocimiento y accionar del profesor en ejercicio y Formación docente continua. La primera engloba trabajos que estudian las concepciones del profesor sobre alguna temática científica; su conocimiento pedagógico de ciertos contenidos; sus opiniones sobre alguna variable que caracterizan los procesos de enseñanza y aprendizaje; su accionar (y con ello las estrategias que pone en juego en el aula; el discurso que implementa al interaccionar con los alumnos; los modelos didácticos subyacentes), mientras que la segunda subunidad reúne trabajos que dan cuenta del impacto de distintas capacitaciones docentes implementadas sobre el aprendizaje científico-didáctico propiciado en los docentes.

Estas mismas subunidades se repiten en la dimensión Estudiantes de profesorado en Ciencias, siendo los alumnos de las carreras de profesorado el objeto de estudio en estos casos.

Por último, la dimensión Otros temas incluye artículos variados que no corresponden a las unidades anteriores y que por la frecuencia con que se encuentran no son suficientes para crear una nueva dimensión.

En la tabla II se resumen las dimensiones (A, B… X); subdimensiones (X1, X2… Xn) y categorías seleccionadas (1, 2… n) y el tipo de trabajos que se agrupan en cada una de ellas.

Una vez categorizados los artículos analizados se calcula la frecuencia de representatividad de cada dimensión, subdimensión y categoría a fin de dilucidar la tendencia en las líneas de investigación que se están llevando adelante. Cuando los trabajos analizados no pueden asociarse a las dimensiones previamente definidas se les incluye en una dimensión “Otros temas”. Es importante aclarar que hay artículos que fueron incluidos en más de una categoría, por lo que la suma de las frecuencias informadas puede exceder el total de artículos analizados.

III. Resultados

En la tabla III se muestra la frecuencia de artículos agrupados en las distintas dimensiones de análisis, resalta en sombreado aquella que se halla representada con mayor número de trabajos.

Este primer análisis permite apreciar que las líneas de investigación prioritarias se refieren a la Enseñanza de las Ciencias. Al hacer un análisis intra-dimensión se observa, tal como lo muestra la tabla IV, que la mayoría de los artículos se refieren a la implementación y evaluación de propuestas didácticas innovadoras.

Se observa también que hay una marcada tendencia hacia el análisis y evaluación del impacto de recursos o estrategias didácticas. Puntualmente, se halla un alto número de artículos que tiene a los libros de textos como objeto de estudio y, en la mayoría de ellos, se realiza un análisis científico o didáctico de su contenido.

En cuanto a la evaluación del impacto de resultados didácticos, los más evaluados, aunque con frecuencias bajas, son los tecnológicos. En tanto las estrategias didácticas más evaluadas resultan ser las discursivas y las que involucran la resolución de problemas como estrategia central de enseñanza.

La segunda línea de investigación en orden de representatividad se refiere al Aprendizaje de las Ciencias. Al respecto se percibe que el eje central es el conocimiento espontáneo de los alumnos y los procesos de aprendizaje que suceden en la educación formal. Estos estudios estarían centrando la atención en el saber que comparten los alumnos previo a la enseñanza formal (caracterizado como concepciones alternativas, representaciones cognitivas, representaciones sociales, modelos mentales, modos de conocer, teorías implícitas, según el marco teórico de referencia) y en el proceso de construcción de dicho conocimiento conceptual (analizado en término de cambio conceptual, desarrollo conceptual, desarrollo cognitivo, aprendizaje significativo, cambio de idea, cambio de rendimiento, según el marco teórico subyacente).

En segundo término, y con frecuencias mucho menores, se encuentran los trabajos que abordan el saber procedimental de los alumnos (relacionado principalmente con la forma en que elaboran argumentaciones) y aspectos intrínsecos al proceso de aprendizaje (estrategias de aprendizaje implementadas y habilidades de metacognición desarrolladas). El resto de las subdimensiones están representadas con un número muy reducido de trabajos.

Se advierte, como lo muestra la tabla V, que la mayoría de estos trabajos se refieren a la enseñanza de la Física en el nivel secundario, aunque hay un número no despreciable de artículos que se ocupan de la educación universitaria, lo que implicaría que se empiezan a atender a sus problemáticas educativas.

Otra de las líneas de investigación prioritarias tiene como objeto de estudio al profesorado de Ciencias en ejercicio o en formación, tal como lo refleja la tabla VI.

Como puede observarse, la problemática más atendida en relación a los docentes de Ciencias implica el análisis de su conocimiento y pensamiento. Así, la mayoría de los artículos agrupados en esta dimensión estudia las concepciones de los profesores desde múltiples y diversas temáticas: idea de ciencia, concepciones sobre alguna temática científica, sobre la enseñanza, sobre el aprendizaje, sobre algún recurso didáctico, sobre su propia práctica, entre otras.

El resto de las unidades de análisis están representadas con un número bajo (o nulo) de artículos, resultando entre ellas la más significativa la que implica el estudio del accionar docente cuando desarrolla su tarea en el aula y al enseñar algún tópico científico.

En cuanto a la formación docente, es reducido el número de artículos que se ocupan de evaluar las propuestas de formación continua y no se estaría analizando la manera en que dichas propuestas impactan sobre el saber de los profesores.

En relación a la formación inicial de los futuros profesores se advierte, en cambio, que el número de artículos que estudian el saber de estos estudiantes es equivalente al número de trabajos que analizan el impacto de propuestas de enseñanza innovadoras.

Finalmente, la dimensión Currículum en Ciencias está representada por un reducido número de trabajos, la mayoría de ellos enfocados en cómo influyen distintas variables sobre el currículum (como la relación entre cambios de los planes de estudio de profesorados y la calidad y cantidad de egresados, la incorporación de la dimensión ambiental en los currículo de profesorados, entre otros).

Del total de artículos analizados, 21 se incluyen en la dimensión Otros temas, ya que se refieren a situaciones muy concretas (no asociables a las categorías definidas), como opiniones de distintos actores del proceso educativo (alumnos, padres, investigadores) sobre diversas temáticas, impacto de las experiencias científicas extraescolares sobre el aprendizaje formal de las Ciencias; inclusión de estudiantes con dificultades auditivas o visuales, entre las más representativas. Cabe resaltar que estas temáticas están representadas por un número reducido de trabajos.

IV. Conclusiones

Más allá de los resultados encontrados, este trabajo permitió evidenciar que hay una gran cantidad de investigaciones llevándose a cabo en Latinoamérica y el Caribe, lo que denota que se está trabajando y creciendo en el campo de la Didáctica de las Ciencias Experimentales en la región. Se espera que los resultados aportados permitan seguir avanzando, redefiniendo, profundizando y proyectando nuevas líneas de investigación que permitan, cada vez con mayor fundamento y rigor metodológico, entender cómo aprenden ciencias los estudiantes de distintos niveles educativos y cuáles son los currículos, recursos, formación, accionar y estrategias docente, que más y mejor favorecen dicho aprendizaje.