Anexo I. Investigación cuasiexperimental
Características de la investigación
El diseño cuasiexperimental se integró con grupos ya constituidos de estudiantes de diversas licenciaturas que cursan la materia y por consiguiente los sujetos no fueron asignados al azar. El estudio longitudinal de tipo correlacional permitió analizar el rendimiento académico del estudiante en función del modelo didáctico. En el estudio participaron seis grupos tal como se muestra en la tabla 1.
El tratamiento experimental consistió en la aplicación del Programa de Estrategias para la Enseñanza de la Química (PEEQ), que es la base del modelo didáctico.
La población corresponde a los alumnos que cursaron el Laboratorio de Química General durante el periodo escolar de otoño-2004. Los sujetos estudiaban el primer semestre de carreras de las áreas de Ingeniería, y de Nutrición y Ciencias de los-Alimentos. La muestra estuvo formada por cuatro grupos con un mismo docente titular, dos participaron como grupo Control y dos como grupo Experimental (tabla. 2).
A fin de tener mayores elementos para evaluar la eficacia del modelo también participaron dos grupos como Referente, a cargo de distintos docentes. Estos grupos, que se especifican en la tabla 3, estuvieron integrados casi en su totalidad con estudiantes de las carreras de Ingeniería Química, y Biomédica, los cuales tradicionalmente tienen un buen rendimiento académico en esta asignatura.
Instrumentos de medición
Se elaboraron ejercicios y exámenes de química, dos cuestionarios dirigidos al alumno y uno al docente, asimismo se creó una guía de observación. Los ejercicios y exámenes de química se diseñaron para medir los conocimientos de química y la habilidad del alumno para aplicarlos. Se excluye casi por completo la evaluación memorística o repetitiva. Dichos instrumentos se describen en seguida.
Ejercicios de química. Para cada una de las prácticas programadas durante el curso se elaboró un ejercicio de química que se aplicó al inicio de la clase.
Exámenes de química.
Pre-test. Se diseñó para medir los conocimientos de química que el estudiante tenía antes de cursar el Laboratorio de Química General y se aplicó en la primera semana del inicio de clases
Primer examen Post-test. Esta prueba se planeó para medir el aprendizaje logrado por el alumno en la primera parte del curso de laboratorio, que corresponde a 7 de 13 prácticas. Su diseño se basó en aquellas preguntas incluidas en el Pre-test que cubrían los temas vistos hasta entonces. Se agregó una pregunta, que se muestra a continuación, en la que se planteó un problema cuya resolución requería un mayor esfuerzo para sintetizar y aplicar los conocimientos adquiridos en las 7 prácticas realizadas, durante el curso el estudiante nunca resolvió algún problema similar a éste. La calificación máxima en el examen es de 130 puntos. La pregunta incluida en el 1er Post-test es la siguiente:
Si una compañía te contratara para diseñar un proceso cuyo objetivo es separar de una mezcla a los siguientes compuestos:
a) ¿Qué métodos seleccionarías para lograr la separación de cada uno de los compuestos presentes en la mezcla (recuerda que todos ellos se encuentran mezclados)?
b) ¿En qué orden utilizarías cada uno de los métodos de separación y qué resultado obtendrías en la separación de los compuestos al realizar cada uno de ellos?
c) Revisa las etapas del proceso que diseñaste. Conforme a las características de los métodos que seleccionaste y las de los componentes de la mezcla, indica por qué es adecuada cada una de las etapas que propones para ir logrando la separación de los componentes de la mezcla original.
Segundo examen Post-test. El examen se elaboró para medir el aprendizaje de la química logrado por el alumno en la segunda parte del curso, que abarca las últimas 6 prácticas. Se elaboró conforme el criterio seguido en el primer examen Post-test. La calificación máxima en este examen es de 100 puntos.
Primer cuestionario para el alumno. Se diseñó para saber la apreciación del estudiante sobre importantes aspectos de la metodología implementada. Se aplicó al terminar la primera parte del curso. Las preguntas se centran en los siguientes puntos: claridad del manual de prácticas, comprensión de los experimentos efectuados, relevancia de los temas estudiados, interés por la química al inicio del curso, importancia de algunas de las actividades realizadas, mejora en el desempeño al llevar a cabo los experimentos, atención dada por el docente y ambiente de la clase.
Segundo cuestionario para el alumno. Se elaboró a fin de corroborar la opinión del alumno con relación a los distintos aspectos de la metodología implementada y para conocer su valoración con respecto a la educación química. Se aplicó al finalizar el curso. Las preguntas se diseñaron considerando todos los puntos incluidos en el primer cuestionario.
Cuestionario para el docente. Se planeó para saber en qué medida el modelo utilizado fue un apoyo para que el profesor tuviera un mejor resultado con sus alumnos. Se aplicó durante el semestre de primavera-2005, al implementar el uso del manual pedagógico en la UIA. Las preguntas abarcan los siguientes aspectos: mejora en el orden, secuencia y articulación de los temas estudiados, adelanto en la comprensión y aplicación de los conceptos vistos, pertinencia y eficacia de las actividades de enseñanza realizadas y dificultades presentadas al utilizar el manual pedagógico.
Guía de observación. Se diseñó para examinar aspectos relacionados con la conducta y el desempeño del estudiante. Los puntos que se consideran son los siguientes: actitud al llegar al laboratorio, organización al efectuar los experimentos, interés, comprensión, desempeño y comentarios.
Pruebas para efectuar el análisis de los resultados
El análisis de los resultados de los cuestionarios aplicados se efectuó estimando el porcentaje que elige cada opción de respuesta. Con base en este porcentaje los datos fueron interpretados en cada uno de los casos.
Al analizar los resultados de la guía de observación se hizo una síntesis para compararlos e interpretarlos.
Con respecto a los ejercicios de química se elaboraron tablas con el resumen de estos resultados para su posterior interpretación.
Los resultados obtenidos al administrar cada uno de los tres exámenes de química, fueron analizados estadísticamente empleando el paquete SPSS 12.0 para Windows. Acorde a las características de la muestra y de las variables medidas se seleccionaron las siguientes pruebas de análisis estadístico:
"t" de Student. Es una prueba paramétrica que se emplea para variables de intervalo y de razón. A través de ésta es posible comparar la media de una misma variable para dos muestras independientes, o bien las medias de dos variables para una misma muestra. En esta investigación se aplicó para realizar los siguientes análisis estadísticos:
• Equivalencia entre los grupos. Contraste entre las medias de las variables Razonamiento y Pre-test, para los grupos Control y Experimental.
• Eficacia del modelo didáctico implementado. Contraste entre las medias de las variables 1er Post-Pre-test, 2o Post-Pretest, 1er Post-test, 2° Post-test, Pregunta No. 14, y Pregunta No. 5, para los grupos Control, Experimental y Referente.
Coeficiente de correlación de Pearson. Es un estadístico paramétrico que se aplica a variables de intervalo y de razón, expresa la cuantía de la relación entre dos variables. En la investigación se utilizó para efectuar los siguientes análisis:
• Correlación entre las variables Pre-test y 1er Post-Pre-test.
• Correlación entre las variables Pre-test y 2° Post-Pre-test
• Correlación entre las variables Razonamiento y 1er Post-Pre test
• Correlación entre las variables Razonamiento y 2° Post-Pre test
Prueba de Chi-Cuadrado. El estadístico de Chi-Cuadrado es una prueba no paramétrica de independencia estadística que se aplica a variables nominales. En esta investigación se empleó para llevar a cabo los siguientes análisis:
• Asociación entre las variables Docente y 1er Post- test
• Asociación entre las variables Docente y 2° Post- test
En todos los casos se procedió a interpretar el resultado del análisis estadístico efectuado.
Principales resultados
Los grupos Control y Experimental fueron equivalentes en cuanto a los conocimientos previos y habilidad para razonar del estudiante. Al administrar los ejercicios de química se observó que los alumnos que utilizaron el manual pedagógico superaron el desempeño de los estudiantes que utilizaron el manual cotidiano. El análisis estadístico de los resultados obtenidos al administrar los exámenes de química revela que los estudiantes que utilizaron el manual pedagógico (grupo Experimental) tuvieron una media significativamente más alta que los que emplearon el manual cotidiano (grupos Control y Referente). Los grupos Control y Referente se comportaron de manera similar. Esto se aprecia en el resultado del análisis estadístico que se muestra en las tablas 4 y 5, así como en las gráficas de las figuras 1 y 2. Los resultados en los ejercicios y exámenes de química muestran que los estudiantes que emplearon el manual pedagógico dan un número mayor de respuestas correctas y la claridad de sus argumentos refleja cómo se llegaron a transformar sus ideas previas. En la mayoría de las respuestas dadas por ellos a la pregunta que se muestra en la página 104, separan correctamente a los componentes de la mezcla utilizando adecuadamente varios métodos, a diferencia de los alumnos de los grupos Control y Referente, que en la mayoría de los casos proponen una combinación errónea de dichos métodos, por ejemplo, no reconocen que los compuestos sólidos están disueltos en la mezcla y proponen filtrarlos para efectuar su separación.
Se conoce la existencia de una correlación entre la habilidad para razonar del estudiante y el aprendizaje de la química. El análisis estadístico efectuado durante la investigación lo corrobora. Al comparar el rendimiento del alumno en función de su habilidad para razonar, se demostró que los estudiantes que siguieron el modelo didáctico alcanzaron mejores niveles de aprendizaje. Los resultados que se presentan en la tabla 6 revelan que los estudiantes que emplearon el manual pedagógico (grupo Experimental) tienen una media más alta que los que utilizaron el manual cotidiano (grupo Control), principalmente los del nivel 2 cuya diferencia es significativa. Esto también se aprecia en las gráficas de la figura 3.
Por otro lado, el resultado de la guía de observación mostró que los estudiantes del grupo Experimental tuvieron una mejor comprensión de los experimentos efectuados y manifestaron más seguridad al realizarlos.
Igualmente los cuestionarios aplicados revelan una mejora en el estudiante respecto al interés, la apreciación y el gusto por la química. Al inicio del curso al 58% de los alumnos que usaron el manual pedagógico, la química le parecía poco interesante o aburrida y al finalizar éste al 94% de ellos le parece interesante o muy interesante. Asimismo cinco de ocho profesores opinan que el manual pedagógico les da mayor soporte en su enseñanza y es mejor apoyo para el alumno en su aprendizaje.