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VICENTE MELLADO JIMÉNEZ LORENZO J. BLANCO NIETO ANA BELÉN BORRACHERO CORTÉS JANETH A. CÁRDENAS LIZARAZO LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS Y LAS MATEMÁTICAS VOLUMEN II Vicente Mellado Jiménez Lorenzo J. Blanco Nieto Ana Belén Borrachero Cortés Janeth A. Cárdenas Lizarazo Edita: Grupo de Investigación DEPROFE ISBN: 978-84-15090-10-6 Depósito Legal: BA-490-2012 Impreso en España - Printed in Spain Impresión: Indugrafic Artes Gráficas S. L. Tel. 924 24-07-00 Agradecimientos: Este libro ha sido financiado por los Proyectos de Investigación EDU2009-12864 y EDU2010-18350 del Ministerio de Ciencia e Innovación, y EDU2012-34140 del Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España, por el Gobierno de Extremadura, por el Grupo de Investigación DEPROFE, por el Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y Matemáticas, por la Universidad de Extremadura y por los Fondos Europeos de Desarrollo Regional. ÍNDICE INTRODUCCIÓN Vicente Mellado Jiménez y Lorenzo J. Blanco Nieto ................................. vii VOLUMEN I: PRIMERA PARTE: LAS EMOCIONES DESDE LA PSICOLOGÍA ................... 1 Capítulo 1. Emociones: del olvido a la centralidad en la explicación del comportamiento. Mª Antonia Manassero Más ............................................................................ 3 Capítulo 2. Riesgos psicosociales, estrés laboral y Burnout en la actividad docente. Pedro R. Gil Monte .......................................................................................... 19 SEGUNDA PARTE: LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LAS MATEMÁTICAS .................................................. 43 Capítulo 3. Desencadenantes del estrés y emociones en docentes de matemáticas de secundaria. Estudio realizado con una escala de elaboración propia. Rosa Gómez del Amo, Lorenzo J. Blanco Nieto, Janeth A. Cárdenas Lizarazo y Eloísa Guerrero Barona .............................................................. 45 Capítulo 4. Resolución de problemas de matemáticas y evaluación: aspectos afectivos y cognitivos. Janeth A. Cárdenas Lizarazo, Lorenzo J. Blanco Nieto, Rosa Gómez del Amo y Eloisa Guerrero Barona .............................................................. 67 Capítulo 5. Emociones ante el uso de las TIC en Educación. Luis M. Casas García, Ricardo Luengo González y Antonio Manuel Maldonado Miranda ....................................................................................... 89 Capítulo 6. La dimensión emocional ante la solución de problemas de matemáticas en estudiantes con dificultades de aprendizaje. Raúl Tárraga Mínguez, Mª Inmaculada Fernández Andrés y Gemma Pastor Cerezuela ............................................................................................ 103 iv Índice Capítulo 7. La resolución de problemas y el dominio afectivo: un estudio con futuros profesores de matemáticas de secundaria. Juan Pino Ceballos ........................................................................................ 117 Capítulo 8. Tratamiento de la ansiedad hacia las matemáticas. Una experiencia formativa con futuros profesionales de la educación. Concha Iriarte Redín, Marta Benavides Rojas y María José Guzmán Suárez .............................................................................................. 149 Capítulo 9. Perfil motivacional y rendimiento académico en matemáticas de alumnos de educación secundaria. Un examen con el PALS (Patterns of Adaptive Learning Scales). Mª Carmen González Torres y Fermín Torrado Montalvo ...................... 177 Capítulo 10. Influencia del dominio afectivo en el aprendizaje de las matemáticas. Santiago Hidalgo Alfonso, Ana Maroto Sáez, Tomás Ortega del Rincón y Andrés Palacios Picos ................................................................... 217 VOLUMEN II TERCERA PARTE: LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS Y LA TECNOLOGÍA .................... 243 Capítulo 11. La educación científica y los factores afectivos relacionados con la ciencia y tecnología. Ángel Vázquez Alonso ................................................................................ 245 Capítulo 12. El aspecto afectivo en la enseñanza universitaria. Cómo cinco profesores enseñan el enlace químico en la materia condensada. Andoni Garritz Ruiz y Norma Angélica Ortega-Villar ............................ 279 Capítulo 13. La química ¿emociona? Mercè Izquierdo Aymerich ......................................................................... 307 Capítulo 14. Relación entre las emociones sobre el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias en la formación inicial del profesorado de primaria. María Brígido Mero, Mª del Carmen Conde Núñez y Mª Luisa Bermejo García ............................................................................................... 329 Capítulo 15. Estudio longitudinal sobre las emociones y actitudes del alumnado de Maestro del Grado en Educación Primaria ante la enseñanza de ciencias experimentales. Mª Jesús Fernández Sánchez, María Brígido Mero y Ana Belén Borrachero Cortés ......................................................................................... 351 Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas v Capítulo 16. Diferencias en las emociones como estudiante y docente de asignaturas de ciencias de secundaria. Ana Belén Borrachero Cortés, Emilio Costillo Borrego y Lina Viviana Melo Niño ....................................................................................................... 373 Capítulo 17. Emociones y autoeficacia de profesores de secundaria en formación ante la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. Emilio Costillo Borrego, Javier Cubero Juánez y Florentina Cañada Cañada .............................................................................................. 395 Capítulo 18. Las emociones en las metáforas personales de futuros profesores de Ciencias, de Economía y de Psicopedagogía. Lucía Mellado Bermejo, María Luisa Bermejo García, Mª Isabel Fajardo Caldera y Mª Rosa Luengo González .......................................... 417 Capítulo 19. ¿Damos voz a las emociones? Evaluación de programas de educación ambiental basada en el recuerdo. Mª del Carmen García Rodríguez, Rut Jiménez Liso y Esther Prados Megías ................................................................................................ 439 Capítulo 20. Procesos metacognitivos, afectivos y sociales en el aprendizaje de las reacciones químicas en alumnos de tercer ciclo, en Portugal. Cristiana María Encarnação, Roque Jiménez Pérez y Bartolomé Vázquez Bernal ............................................................................................. 461 Capítulo 21. Percepción de las emociones en el alumnado de la asignatura de Tecnología de Educación Secundaria Obligatoria. García José Álvarez Gragera y José Ramón Canal Pérez ......................... 481 Capítulo 22. Estudio demoscópico de lo que sienten y piensan los niños y adolescentes sobre la enseñanza formal de las ciencias. Antonio Pérez Manzano y Antonio de Pro Bueno .................................... 495 Capítulo 23. El diario como elemento de cambio: construyendo el hilo. Bartolomé Vázquez Bernal y Roque Jiménez Pérez .................................. 521 INTRODUCCIÓN LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS Y LAS MATEMÁTICAS VICENTE MELLADO JIMÉNEZ. Universidad de Extremadura. LORENZO J. BLANCO NIETO. Universidad de Extremadura. Este libro es un paso más en la línea de investigación iniciada en el año 2002 en el Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y de las Matemáticas de la Universidadde Extremadura, sobre el dominio afectivo en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias, la tecnología y las matemáticas. La línea se ha visto reforzada por tres proyectos de investigación del Plan Nacional, por varias tesis doctorales leídas o en curso, por numerosos artículos en revistas especializadas y ponencias a congresos, y por la organización de Jornadas específicas con investigadores nacionales e internacionales, cuyas ponencias han sido la base para algunos de los capítulos. Actualmente se considera que lo cognitivo configura lo afectivo y lo afectivo lo cognitivo, y existe bastante consenso en considerar que en la educación intervienen tanto procesos cognitivos como afectivos (Hargreaves, 1996). La investigación sobre los emociones cubre aspectos generales, tratados por la psicopedagogía, y otros específicos relacionados con los contenidos disciplinares de las diferentes materias, que deben ser objeto de estudio desde las didácticas específicas (Vázquez y Manassero, 2007) y que es fundamentalmente el ámbito que intenta rellenar este libro. El estudio de las emociones transciende el ámbito académico y la popularidad de autores como Goleman (1996), Marina (2004) o Punset (2010) que han contribuido a despertar el interés de la sociedad por el mismo. viii Introducción En didáctica de las ciencias, los aspectos afectivos se han investigado mucho menos que los cognitivos. Los cuatro handbooks internacionales de didáctica de las ciencias no dedican ningún capítulo específico a las emociones en ciencias, aunque este aspecto es tratado parcialmente en algunos capítulos, generalmente relacionándolos con las actitudes más específicamente que con las emociones (Bell, 1998; Koballa y Glynn, 2007; Olitshy y Milne, 2012; Simpson, Koballa y Oliver, 1994; Tobin, 2012; Wubbels y Brekelman, 1998). Desde la línea inicial de las actitudes, el estudio de las emociones en la enseñanza y aprendizaje de las ciencias se abre paso en congresos y revistas y cada vez son más frecuentes los trabajos centrados en esta temática. Desde el propio constructivismo, línea de investigación mayoritaria en didáctica de las ciencias en los últimos 30 años, también se está realizando un acercamiento hacia las emociones. Pintrich, Marx y Boyle (1993) ya cuestionaron el “cambio frio” y defendieron la importancia de la motivación y de las emociones como factores determinantes en el aprendizaje. El cambio conceptual es tanto cognitivo como afectivo y los profesores que ignoran los aspectos afectivos del aprendizaje pueden limitar el cambio conceptual en sus alumnos (Duit, Treagust y Widodo, 2008). En el campo de la educación matemática los trabajos de McLeod (1992) y Mandler (1989) ampliamente referenciados, pusieron de manifiesto que las cuestiones afectivas y emocionales juegan un papel esencial en la enseñanza y aprendizaje de la matemática y, en particular, en la resolución de problemas. No obstante, De Bellis y Goldin (2006) y Furinghetti y Morselli (2009) recuerdan que tradicionalmente las investigaciones se han centrado, primeramente, en aspectos cognitivos, segundo en aspectos afectivos, pero pocas veces en la interacción de los aspectos cognitivos y afectivos. Sin embargo, cada vez son más los trabajos que reconocen la importancia de considerar las dimensiones afectiva y cognitiva de manera integrada en la enseñanza y aprendizaje de las Matemáticas (Amato, 2004; Blanco, Guerrero, Caballero, Brígido y Mellado, 2010; Blanco, Guerrero y Caballero, 2013; Caballero, Blanco y Guerrero, 2011; Furinghetti y Morselli, 2009; Zan, Bronw, Evans y Hannula, 2006). Podríamos indicar que entre el aprendizaje y los afectos se establece una relación cíclica (Blanco, 2012) o círculo vicioso (Hidalgo, Maroto y Palacios, 2004). Así, los alumnos cuando aprenden ciencias y/o matemáticas desarrollan experiencias que les provocan distintas reacciones emocionales que influyen en la formación de sus creencias que, a su vez, influirán en su comportamiento y rendimiento en otras situaciones de aprendizaje. La repetición de estas reacciones afectivas en el aula en situaciones parecidas, provoca una reacción emocional (satisfacción o frustración), generando actitudes. Algunas de estas se estabilizarán en los alumnos conforme avanzan en el sistema educativo. Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas ix Particular interés tiene el estudio de las emociones del profesorado, por su influencia en la enseñanza y en el aprendizaje del alumnado. Como señala Garritz (2010) la enseñanza de las ciencias está cargada de sentimientos, valores e ideales, que hacen que los profesores se identifiquen con su profesión. En su trabajo, los profesores experimentan una amplia gama de emociones que pueden verse influidas por multitud de factores, como sus conocimientos, concepciones, actitudes, autoeficacia, autoconcepto, autoestima, contexto de enseñanza, etc. Estas emociones no sólo inciden en su propia satisfacción personal sino también en la eficacia de su trabajo, ya que hay aspectos emocionales, irracionales desde el punto de vista cognitivo, que influyen en las acciones de los profesores (Korthagen, 2010). Si como señalan Bisquerra y Pérez (2007) los conocimientos académicos se aprenden mejor si los alumnos tienen competencias emocionales, es fundamental formar profesores emocionalmente competentes, que sepan diagnosticar y autorregular sus emociones a través de programas de intervención que incluyan tanto lo cognitivo como lo afectivo. Asumiendo esta idea, Furinghetti y Morselli (2009) señalan, específicamente, la necesidad de desarrollar simultáneamente los factores afectivos y cognitivos en los programas de formación del profesorado. El rol de los formadores de profesores es desarrollar en los profesores noveles, confianza y competencia en la enseñanza de las ciencias y las matemáticas, en orden a que estos profesores puedan enseñar mejor estas materias (Zevenbergen, 2004). En esta línea estamos actualmente trabajando en la Universidad de Extremadura, desarrollando programas de intervención en la formación inicial del profesorado de primaria y secundaria en ciencias y matemáticas, considerando de manera integrada aspectos cognitivos y afectivos (Blanco et al., 2010; Blanco et al., 2013; Brígido, Borrachero, Bermejo y Mellado, en prensa), para que los futuros profesores tomen conciencia de sus propias emociones en la enseñanza y el aprendizaje de estas materias, de cómo las emociones afectan a la enseñanza y aprendizaje de sus futuros alumnos, y para que tengan herramientas de afrontamiento, que les permitan autorregularlas. El libro se estructura en dos volúmenes y tres secciones. El primer volumen incluye las dos primeras secciones: la primera aborda el tratamiento de las emociones desde la psicología y se compone de dos capítulos; la segunda trata de las emociones en la enseñanza y aprendizaje de las matemáticas y se compone de ocho capítulos El segundo volumen incluye la tercera sección sobre las emociones en la enseñanza y aprendizaje de las ciencias y la tecnología y se compone de trece capítulos. x Introducción El capítulo 1 de María Antonia Manassero Más aborda como las emociones han sido sistemáticamente olvidadas en algunos ámbitos, tales como el estudio del comportamiento organizacional, o algunos procesos cognitivos y de enseñanza- aprendizaje, entre otros. Sin embargo, a partir de los años 80 del siglo XX su estudio ha ido cobrando cada vez más importancia en los modelos atribucionales que ligan motivación, emoción y rendimiento académico, en los modelos de inteligencia o en los de comportamiento organizacional. En el capítulo se analizan qué son las emociones, la evolución histórica del estudio de las mismas, su papel en el comportamiento, así como algunos modelos que las incluyen como variables centrales, especialmente aquellos que hacen referencia a los procesos atribucionales,actitudinales y motivacionales relacionadas con el aprendizaje en general y de la ciencia y la tecnología, en particular. En el capítulo 2, Pedro R. Gil Monte aborda los riesgos psicosociales, el estrés laboral y el burnout como condicionantes de la actividad profesional y de la calidad de vida. Analiza su relación con la actividad docente asumiendo que es una de las profesiones con mayores tasas de problemas psicológicos relacionados con el estrés laboral. Conceptualiza y describe estos conceptos, definiendo los perfiles del profesorado que provocan. En la segunda parte del capítulo, presenta algunos resultados de estudios desarrollados por la Unidad de Investigación Psicosocial de la Conducta Organizacional (UNIPSICO) creada en la Universidad de Valencia en el año 2002. A partir de entrevistas y cuestionarios específicos este grupo de investigación ha trabajado con diferentes muestras de profesores de primaria, secundaria y Formación Profesional, obteniendo resultados interesantes que muestra en su capítulo. En los capítulos 3 y 4, primeros de la segunda sección dedicada a las emociones en la enseñanza y aprendizaje de las matemáticas, se dan resultados de investigaciones desarrolladas entre los departamentos de Didáctica de las Ciencias Experimentales y de las Matemáticas y el de Psicología y Antropología de la Universidad de Extremadura. En el primer caso, en el capítulo 3, se estudia el problema del estrés docente a partir de una investigación llevada a cabo por Rosa Gómez del Amo, Lorenzo J. Blanco Nieto, Janeth A. Cárdenas Lizarazo y Eloísa Guerrero Barona, con profesores de Matemáticas de Secundaria. Estudios reciente con los de FETE-UGT, (2012) ponen de manifestó la necesidad de profundizar en este tema, y los trabajos de Forgasz y Leder (2006) y Font (2011) señalan la importancia de centrarnos en áreas específicas. El capítulo presenta una investigación llevada a cabo en la Universidad de Extremadura con el objetivo de detectar las fuentes o desencadenantes del estrés en el profesorado de matemáticas, Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas xi así como las emociones (tanto positivas como negativas) que manifiestan ante las distintas situaciones a las que se enfrentan en su día a día laboral. Para el trabajo se ha elaborado una escala de fuentes del estrés y se presentan los resultados del estudio piloto desarrollado con 60 docentes de la ciudad de Badajoz (España). En el capítulo 4, se aborda el tema de la evaluación en matemáticas. A pesar de la importancia que se le concede a la evaluación en la enseñanza, existe una opinión generalizada entre los profesores de Matemáticas que los criterios e instrumentos utilizados en el aula de matemáticas en secundaria para la evaluación han evolucionado muy poco. Y, ello, a pesar de los cambios desarrollados en las diferentes propuestas curriculares. Por ello en base a la investigación desarrollada por Janeth A. Cárdenas Lizarazo, Lorenzo J. Blanco Nieto, Rosa Gómez Del Amo y Eloísa Guerrero Barona se presenta el estudio desarrollado con 179 profesores de Matemáticas de Bogotá (Colombia) a los que se les ha presentado un cuestionario de elaboración propia centrado en la evaluación sobre la resolución de problemas en matemáticas, en el que se les pregunta sobre factores cognitivos y afectivos. Algunos resultados son reflejados en este capítulo. El capítulo 5 se centra en el conocimiento y emociones del profesorado antes las TICs. Antonio Manuel Maldonado Miranda, Luis M. Casas García y Ricardo Luengo González revisan diferentes trabajos que relacionan la falta de confianza del profesorado en el uso de las TICs. Probablemente como resultado de no considerarse bien preparados para tal tarea, las actitudes negativas que presentan hacia su uso en el aula y las emociones. Nos presentan un trabajo desarrollado con el objetivo general de conocer las actitudes que un grupo de 7 profesores de Educación Primaria manifiestan frente a la utilización las TICs en la educación. Realizan un Análisis de Contenido, a partir de los datos obtenidos mediante entrevistas semiestructuradas presentando los resultados obtenidos en forma gráfica, a partir de programas informáticos GestMagister y Goluca que permiten obtener una representación gráfica en forma de Redes Asociativas Pathfinder, de las principales manifestaciones expresadas por los participantes. En el capítulo 6, Raúl Tárraga Mínguez, Mª Inmaculada Fernández Andrés y Gemma Pastor Cerezuela, analizan las relaciones entre los sistemas cognitivos y afectivos que propuso Schoenfeld (1983), centrándose en una población en especial riesgo para experimentar dificultades afectivas y emocionales ligadas a los malos resultados vinculados a experiencias de aprendizaje: los niños y niñas con dificultades del aprendizaje (DA). En el capítulo analizan específicamente el concepto de ‘dificultades de aprendizaje’ y la relación entre matemáticas y afecto en poblaciones especiales. En diferentes apartados los relacionan con la ansiedad, el autoconcepto, la motivación hacia el aprendizaje, la interacción social y la resilencia. xii Introducción El profesor chileno Juan Pino Ceballos, presenta en el capítulo 7 algunos resultados de su investigación desarrollada en la Universidad Católica de Temuco (Chile) con el objetivo de describir y analizar las creencias, actitudes y emociones, y las prácticas acerca de la resolución de problemas que tienen 29 estudiantes de Pedagogía Media en Matemáticas y cómo ellas evolucionan después de participar en un Curso-taller de Resolución de Problemas. En el capítulo justifica la necesidad del taller, y describe su contenido y desarrollo. En la primera parte, profundiza sobre los diferentes aspectos que se consideran en los currículos de diferentes países sobre la resolución de problemas (definición de problema, tipología, perspectivas, etc.) y sobre la relación entre resolución de problemas y creencias, actitudes y emociones de los estudiantes en la resolución de problemas. En los apartados finales muestra algunos resultados importantes sobre las creencias, actitudes y emociones de los estudiantes en la resolución de problemas. En los capítulos 8 y 9 encontramos trabajos desarrollados en la Universidad de Navarra. Así, en el capítulo 8 las investigadoras Concha Iriarte Redín, Marta Benavides Rojas y María José Guzmán Suárez, presentan resultados de la investigación desarrollada en torno a la aplicación del Programa PAM (Iriarte y Sarabia, 2010, 2012) como instrumento para disminuir la ansiedad hacia las matemáticas. Durante los cursos 2010 – 11 y 2011 – 12 trabajan con alumnos de primaria, secundaria y bachillerato, y estudiantes para maestro de primaria y del grado de pedagogía que cursaban la asignatura de Dificultades de Aprendizaje e Intervención Psicopedagógica. En el texto presentado nos muestran los resultados de la aplicación del programa y un estudio comparativos en relación a los diferentes niveles considerados. En el capítulo 9, Mª Carmen González Torres y Fermín Torrano Montalvo, realizan una profunda revisión sobre dos aspectos que pueden facilitar el aprendizaje: rendimiento de los estudiantes y la motivación académica, señalando aspectos conceptuales y diferentes instrumentos de medida, y más ampliamente sobre el Patterns of Adaptive Learning Scales (PALS) desarrollado en los años 90. En la segunda parte nos muestra un estudio llevado a cabo con una muestra de 374 estudiantes representativa de los estudiantes de 2º curso de la ESO de Pamplona (España), a los que se les aplicó el cuestionario PALS con algunas escalas del cuestionario MSLQ, en su versión adaptada (CEAM) por Roces, Tourón y González-Torres (1995). El capítulo 10, último de esta sección, presenta los resultados de una investigación coordinada por los profesores de la Universidad de Valladolid Santiago Hidalgo Alfonso, Ana Maroto Sáez, Tomás Ortega del Rincóny Andrés Palacios Picos sobre la influencia del dominio afectivo en el aprendizaje de las Matemáticas. Tras una primera parte de fundamentación teórica, nos describen la Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas xiii investigación desarrollada durante los cursos 2007-2008, 2008-2009 y 2009-2010 en 14 centros de secundaria pertenecientes a las provincias de Valladolid, Soria, Burgos y Segovia, a los que se les aplicó Escala Afectivo-Emocional hacia las Matemáticas (EAEM), utilizada por su grupo de investigación. Los resultados se centran sobre diferentes aspectos como el uso de la memoria como estrategia de estudio en matemáticas, la diferencia en factores afectivos por género, el gusto hacia las Matemáticas, e aburrimiento ante las tareas matemáticas, el nivel de ansiedad matemática y el sentimiento de indefensión ante las Matemáticas. En el capítulo 11, primero de la sección de ciencias y tecnología, Ángel Vázquez Alonso parte de la integración entre razón y emoción y aborda los factores afectivos relacionados con la ciencia y la tecnología. La filosofía positivista dominante ha impuesto durante años valores sobre la verdad y la objetividad que han desarrollado currículos, materiales didácticos y prácticas de enseñanza basados en la referencia empírica y el razonamiento lógico y la exclusión de los factores sociales, culturales o afectivos, por considerarlos incompatibles con la objetividad y la racionalidad. Sin embargo, las críticas filosóficas, sociológicas e históricas sobre el positivismo lógico han falsado que objetividad y racionalidad sean valores absolutos en la construcción del conocimiento científico, abriendo la puerta a aspectos sociales y afectivos. El capítulo clarifica los factores actitudinales y afectivos, argumenta su necesidad como resortes didácticos de aprendizaje de las ciencias y plantea sus retos actuales: el descenso de vocaciones científicas y el analfabetismo científico público, paradójicamente en sociedades impregnadas de ciencia. Se revisan resultados de la investigación acerca de factores afectivos en la ciencia, tales como motivación, auto-concepto, actitudes hacia la ciencia escolar, creencias sobre naturaleza de la ciencia, imagen pública de la ciencia, actitudes hacia el medio ambiente, vocaciones científicas, intereses, etc. En el capítulo 12 Andoni Garritz Ruiz y Norma Angélica Ortega-Villar abordan el aspecto afectivo en la enseñanza del enlace químico en la materia condensada de cinco profesores universitarios. En primer lugar analizan los componentes y mecanismos del conocimiento afectivo y su fundamento neurológico. Después introducen el Conocimiento Didáctico del Contenido (CDC), la forma de capturarlo y el modelo de perfil conceptual de Mortimer (1995). A las cinco preguntas habituales de la Representación del Contenido (ReCo) de Loughran, Mulhall y Berry (2004) añaden tres sobre el dominio afectivo. Discuten cómo encaran los profesores la enseñanza del modelo de enlace en sustancias sólidas o líquidas, según los modelos aplicables, así como la aplicación del modelo de perfil conceptual de Mortimer a estos profesores. Se concluye la presencia de diversos factores afectivos, tales como emoción, motivación e interés, en la enseñanza de tópicos específicos. Resulta muy interesante la propuesta de la dimensión afectiva como una nueva componente del CDC requerido para la enseñanza. xiv Introducción En el capítulo 13 Mercè Izquierdo Aymerich describe como la ciencia forma parte de la aventura humana de conocer, es decir, de intervenir intencionadamente en el mundo en el que vivimos para transformarlo. Esta actividad requiere formularse preguntas, diseñar instrumentos, utilizar metáforas, inventar símbolos, narrar historias, ser protagonista, vivirla. Esta es una experiencia humana tan profunda que ha de ser comunicada y ha de buscar el diálogo con otras personas que también la han experimentado. En cambio, la enseñanza de la química parece que teme que se produzca esta experiencia inédita, personal; pone por delante el uso de las formulaciones de la ciencia ‘acabada’ y protege a los alumnos de sorpresas o interpretaciones que no se han justificado aún y que quizás no puedan llegar a serlo. Con ello, la química pierde el carácter de aventura interesante y, como se destaca en el capítulo, si la química, no emociona, será que no es ciencia. Sin embargo esta situación de la enseñanza de la química puede cambiarse. Con gran acierto, los currículos establecen que una de las competencias que se deben adquirir al aprender ciencias es ‘emocionarse con la ciencia’. Por más que resulte fácil estar de acuerdo con esta afirmación, ésta es, en realidad, revolucionaria. Debemos aceptarla con todas las consecuencias, asumir el reto que supone y abrir el camino hacia las innovaciones que se requieren para que, realmente, la química escolar emocione y, con ello, sea ‘ciencia’. Los capítulos 14 y 15 tratan de las emociones en futuros maestros de primaria. En el capítulo 14 María Brígido Mero, María del Carmen Conde Núñez y María Luisa Bermejo García ofrecen un estudio descriptivo e inferencial de las emociones en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias de tres muestras de profesores de primaria en formación de la Universidad de Extremadura, diferenciando entre los contenidos de ciencias naturales y de física/química. El estudio lo han llevado a cabo mediante un cuestionario cerrado de elaboración propia, basado en cuatro tablas de emociones positivas y negativas. Los resultados muestran que las emociones son muy diferentes según el contenido científico. Los maestros en formación recuerdan en su mayoría emociones positivas hacia el aprendizaje de las ciencias naturales y negativas hacia la física/química. Un resultado muy importante del trabajo es que el recuerdo de sus emociones hacia los distintos contenidos de ciencias, se transfiere a la enseñanza de esos mismos contenidos. Terminan señalando la necesidad de desarrollar programas de intervención dirigidos a futuros maestros con el objetivo de hacerles conscientes de sus emociones y mejorar sus competencias emocionales. En el capítulo 15 María Jesús Fernández Sánchez, María Brígido Mero y Ana Belén Borrachero Cortés continúan con la investigación del capítulo anterior y realizan un estudio longitudinal sobre las emociones y actitudes de los maestros en formación del Grado en Educación Primaria ante la enseñanza de ciencias experimentales. El trabajo tiene como objetivo analizar la evolución que se Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas xv produce, tras el período de prácticas, en las emociones que los futuros maestros de Educación Primaria experimentan ante la enseñanza de las ciencias. Para realizar este estudio longitudinal, aplican un cuestionario a estudiantes del Grado de Educación Primaria de la Facultad de Educación de la UEX, en dos cursos académicos consecutivos (2009/2010 y 2010/2011). Los resultados son esperanzadores, pues muestran que, tras las prácticas, se produce un aumento de las emociones positivas sobre la enseñanza de las ciencias y una considerable disminución de las negativas. Un elevado porcentaje de estudiantes atribuye este cambio de tendencia emocional a la mejora de su autoeficacia, aspecto relevante del dominio afectivo relacionado con el proceso de enseñanza-aprendizaje. Los capítulos 16, 17 y 18 tratan de las emociones del futuro profesorado de secundaria. En el capítulo 16 Ana Belén Borrachero Cortés, Emilio Costillo Borrego y Lina Viviana Melo Niño analizan las emociones que recuerdan los futuros profesores de ciencias y matemáticas en su etapa de Secundaria ante determinadas asignaturas de ciencias y las emociones que vaticinan que experimentarán como profesores de Secundaria de esas mismas asignaturas. La muestra está constituida por 60 estudiantes del Máster de Formación del Profesoradode Educación Secundaria de la Universidad de Extremadura de las especialidades de Biología/Geología, Física/Química y Matemáticas, durante el curso académico 2010/2011. Los resultados indican que el recuerdo de sus emociones como estudiantes se transfiere a su futura docencia, aunque las emociones experimentadas en la etapa de docencia son mayores que en la etapa de estudiante, tanto las positivas como las negativas. El capítulo 17 de Emilio Costillo Borrego, Javier Cubero Juánez y Florentina Cañada Cañada, amplía los resultados del capítulo anterior incluyendo además la autoeficacia o creencia en la propia competencia (Bandura, 1977). La muestra está formada por 38 profesores en formación de tres especialidades (Biología/Geología, Matemáticas, y Física/Química) del Máster Universitario de Formación del Profesorado en Educación Secundaria de la Univ. de Extremadura. Mediante un cuestionario se analizan de forma exploratoria la relación entre su experiencia como estudiantes, las emociones sentidas tanto en su vida estudiantil como en su futura docencia, y la autoeficacia. Además de confirmar los resultados del capítulo anterior, se observan diferencias significativas relacionadas con la autoeficacia. En el capítulo 18 Lucía Mellado Bermejo, María Luisa Bermejo García, María Isabel Fajardo Caldera y María Rosa Luengo González, analizan las metáforas personales relacionadas con las emociones de una muestra de futuros profesores de secundaria en formación de ciencias (especialidades de Biología y Geología, y Física y Química) y Economía del Máster de Formación del Profesorado de Secundaria, y de estudiantes del último curso de la licenciatura de Psicopedagogía xvi Introducción de la UEx. Los resultados indican que el mayor número de metáforas generales se encuentran en la categoría conductista/transmisiva. Sin embargo, el mayor número de metáforas emocionales se encuadran en las categorías autorreferenciada y cognitiva/constructivista. Un resultado destacado es el pequeño número de metáforas relacionadas con los contenidos de las diferentes materias. En el capítulo 19, María del Carmen García Rodríguez, Ruth Jiménez Liso y Esther Prados Megías, tratan de la evaluación emocional en un programa de educación ambiental, que proporciona el contexto idóneo para resolver los problemas de una manera holística. Este proceso no solo conlleva habilidades racionales sino que necesita integrar éstas con las emocionales. En el trabajo muestran las emociones que emergen de los recuerdos de tres educadoras ambientales participantes en programas educativos de eficiencia energética. Para ello utilizan los relatos o narraciones de las experiencias vividas, asumiendo que el uso de las narraciones se convierta en un proceso dialógico y de construcción de conocimiento colectivo. Con su propuesta pretenden caracterizar elementos comunes, que permitan identificar momentos clave de las experiencias para incidir en ellos en futuras propuestas educativas. Los capítulos 20 y 21 abordan las emociones en el alumnado de secundaria. En el capítulo 20 Cristiana María Encarnação, Roque Jiménez Pérez y Bartolomé Vázquez Bernal analizan el aprendizaje de las reacciones químicas en estudiantes de tercer ciclo (13-14 años) en Portugal, incluyendo aspectos meta-cognitivos, afectivos y sociales, con fundamento en la teoría socio-cognitiva de Bandura (1977). Para ello aplican un instrumento en el que la metacognición y la autoeficacia son tratadas en concertación con otros elementos del aprendizaje de los alumnos. Los datos obtenidos permiten clarificar algunas dimensiones que intervienen en el aprendizaje de las ciencias, para repensar el trabajo que se realiza en aulas de ciencias y conseguir capacidades acordes con el pensamiento científico. El capítulo 21 de García José Álvarez Gragera y José Ramón Canal Pérez analizan las emociones en el alumnado de la asignatura de Tecnología de Educación Secundaria Obligatoria, un contenido apenas tratado en investigaciones anteriores. El objetivo del estudio es detectar las emociones que se producen en los alumnos que cursan la asignatura de tecnología de 2º y 3º de Educación Secundaria Obligatoria en función de los contenidos y actividades de los distintos temas de la asignatura, así como identificar las causas que desencadenan las emociones, categorizándolas según su origen en función del bloque de contenido, actividad o metodología aplicada. Los resultados muestran que el alumnado busca una metodología enfocada a la utilidad práctica, basada en el trabajo en grupo donde se sienten aceptados; también aceptan positivamente el método de resolución de problemas tecnológicos, lo que hace pensar en su posible uso en otras materias. Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas xvii El capítulo 22 de Antonio Pérez Manzano y Antonio de Pro Bueno aborda lo qué piensan los niños y los adolescentes sobre lo que se les enseña en las clases de ciencias. Esta aportación forma parte de un proyecto de carácter demoscópico que tenía como objetivo el estudio de las actitudes y valores hacia las ciencias de una muestra de 6827 estudiantes españoles de 6º de Primaria y de 4º de ESO. El instrumento de recogida de información fue el Cuestionario PANA, elaborado y validado por los autores, que se ocupa de dar respuestas a tres cuestiones centrales: ¿Qué importancia y valoración ofrecen las asignaturas de Ciencias en relación con otras materias curriculares?; ¿cuáles son las actividades habituales de enseñanza en las clases de ciencias y cuáles les gustarían que se utilizaran?; y ¿qué temas de los que se enseñan habitualmente en las clases de ciencias les parecen más interesantes? En el capítulo se describen los resultados obtenidos en cada dimensión y se estudia la dependencia de tres variables de cruce: nivel educativo, género y tipo de centro. Finalmente el capítulo 23 de Bartolomé Vázquez Bernal y Roque Jiménez Pérez es un trabajo metodológico que tiene a la reflexión como elemento central y al diario como el objeto sustancial de su desarrollo. Esta herramienta posee la capacidad de ser un agente de motivación, autorregulación y canalización de las emociones en los procesos de introspección. El capítulo se centra en el uso del diario por el alumnado, profesorado e investigadores. En la segunda parte del capítulo se ejemplifica un estudio de caso de una profesora, donde todos estos actores confluyen en sus diarios, mostrando la evolución y transformación de su pensamiento y emociones, en un proceso global que los autores denominan trenzado de la realidad, donde las partes interaccionan. En definitiva, consideramos que el presente libro recoge aportaciones importantes que ayudarán a comprender el proceso complejo de enseñanza y aprendizaje de las ciencias, la tecnología y las matemáticas, asumiendo que en su desarrollo influyen tanto factores cognitivos como afectivos. Los 23 capítulos contienen análisis de situaciones, instrumentos de investigación, descripciones y evaluación de talleres específicos, siendo por lo tanto una aportación que esperemos pueda contribuir a desarrollar tanto la docencia como la investigación desde la perspectiva de contemplar de manera integrada la cognición y la afectividad. BIBLIOGRAFÍA Amato, S.A. (2004). Improving student teachers´ attitudes to mathematics. Proceedings of the 28th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, 2, 25-32. xviii Introducción Bandura, A. (1977). Self-efficacy: Toward a unifying theory of behavioral change. Psychological Review, 84, 191-215. Bell, B. (1998). 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Teacher Education and Development, 6, 4-22. TERCERA PARTE LAS EMOCIONES EN LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS Y LA TECNOLOGÍA _________________________ Vázquez, A. (2013). La educación científica y los factores afectivos relacionados con la ciencia y la tecnología. En V. Mellado, L.J. Blanco, A.B. Borrachero y J.A. Cárdenas (Eds.), Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas (pp.245-278). Badajoz, España: DEPROFE. CAPÍTULO 11 LA EDUCACIÓN CIENTIFÍCA Y LOS FACTORES AFECTIVOS RELACIONADOS CON LA CIENCIA Y TECNOLOGÍA ÁNGEL VÁZQUEZ ALONSO. Universidad de las Islas Baleares. 1. INTRODUCCIÓN El área afectiva y emocional es crucial en la educación, para el aprendizaje, la enseñanza y la planificación curricular, atendiendo a las profundas y extraordinarias relaciones entre cogniciones y emociones. La psicología evolutiva y la moderna neurología confirman la profunda e intrincada conexión entre cogniciones y emociones, y en consecuencia, la influencia mutua entre el área afectiva y el aprendizaje. El aprendizaje, lo cognitivo (hechos, conceptos, teorías) y el pensamiento racional no pueden separarse artificialmente de los afectos (sentimientos, actitudes, emociones, etc.) porque todos interactúan intrínsecamente en el sistema límbico del cerebro (Damasio, 2005). El ámbito afectivo en la educación general se caracteriza por introducir variables concretas como motivación, interés, emociones, auto-concepto,auto- eficacia, actitudes, creencias, valores, visiones del mundo, etc. que reflejan aspectos y rasgos de la experiencia personal. Así, la motivación es un concepto afectivo general que juega un papel esencial en el aprendizaje general de los estudiantes, bien directamente moderando el efecto en la enseñanza sobre el aprendiz, o bien, como mediador influyendo sobre otras variables como autoeficacia, valor de la tarea, interés o metas (Weiner, 1990). 246 La Educación Científica y los Factores Afectivos En la didáctica de las ciencias se ignoraron las fuentes originarias de estos conceptos durante mucho tiempo, produciendo una investigación huérfana de fundamentos, que se ha convertido en su talón de Aquiles, como denunciaron Shrigley y Koballa (1992), quienes también propugnaron el retorno a las fuentes teóricas de la Psicología Social para evitar los grandes problemas metodológicos que desautorizaban muchos resultados de investigación. En la última década se han producido estos movimientos de fundamentación teórica del ámbito afectivo en la didáctica de las ciencias de la cual son una buena muestra dos manuales dedicados al tema (Alsop, 2005; Saleh y Khine, 2011). 2. CONCEPTO DE ACTITUD La investigación afectiva en didáctica de la ciencia ha recibido la mayor contribución a través del manejo del concepto de actitud, nacido en la Psicología Social. Eagly y Chaiken (1993) definen la actitud como “una tendencia psicológica que se expresa por la evaluación de un ente específico con cierto grado de aprobación o desaprobación”. La tendencia psicológica se refiere a un estado interno de la persona, que no es una disposición o rasgo estable de la persona, y por ello, la tendencia actitudinal no se debe asimilar a una característica de la personalidad, de modo que las actitudes pueden ser aprendidas y desaprendidas, duraderas o cambiantes, importantes o intrascendentes. La evaluación refleja el aspecto central de la actitud, y engloba todo tipo de respuesta valoradora (cognitiva, afectiva, conductual, implícita o explícita) acerca del foco específico, que se denomina el objeto de la actitud. Las respuestas valoradoras pueden ser positivas o negativas, de aprobación o desaprobación, favorables o desfavorables, producir aproximación o alejamiento, exposición o evitación, atracción o aversión, aceptación o rechazo, etc. La teoría de las actitudes denomina creencias a las respuestas cognitivas que son ideas o pensamientos acerca de atributos concretos de un objeto, aunque en otros contextos pueden recibir otros nombres (cogniciones, conocimientos, opiniones, informaciones o inferencias). Las respuestas afectivas se expresan como humor, emociones, sentimientos o actividad del sistema nervioso simpático y se expresan habitualmente como extremadamente positivas o negativas. Las respuestas conductuales incluyen acciones e intenciones de actuar que se expresan explícitamente. Los procesos generadores de las actitudes y las respuestas que expresan evaluación actitudinal son de tres tipos básicos: cognitivos, afectivos y conductuales. Los cognitivos se refieren a todo tipo de información sobre el objeto que la persona traduce en creencias específicas que forman la actitud. Análogamente, la experiencia afectiva con el objeto genera actitudes, bien por el Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas 247 mecanismo del condicionamiento operante (contigüidad entre objeto y experiencia afectiva) o por el sucesivo filtrado de las preferencias de la persona. Las respuestas conductuales refuerzan también las creencias, a través de la autopercepción de consistencia entre conducta previa y creencias. Diversos modelos de la Psicología Social dan cuenta de la estructura interna de la actitud, aunque el más clásico es el modelo creencia-actitud, en el cual “las creencias se consideran los bloques constitutivos de las actitudes” (Eagly y Chaiken, 1993, p.103), es decir, una actitud se compone de un conjunto de creencias acerca de los distintos atributos de un objeto. Las creencias, por su especificidad, tienen un fuerte carácter propositivo, es decir, cada creencia es susceptible de expresarse en una idea; a su vez, una red de proposiciones correspondientes a las creencias sobre un objeto representan la actitud. En la relación creencias-actitud tiene gran importancia el grado de consistencia entre ambos, pues la estructura compleja de las creencias puede originar ambivalencia, es decir, la incoherencia parcial entre las diversas creencias sobre un objeto. Figura 1. Articulación de creencias y actitudes, y su integración en valores y visión del mundo. Las dos grandes cuestiones de la teoría de las actitudes son la relación entre actitudes y conducta futura, y los procesos de formación y cambio de actitudes. La relación actitudes-conducta es compleja, aunque uno de los modelos más aceptados es la teoría de la conducta planeada (TCP), que es una mejora de la teoría de la acción razonada, a raíz de las críticas suscitadas por esta última (Ajzen, 1991). La conducta se percibe como un fin, que depende, directamente, de la intención conductual y del control de la persona sobre la conducta, denominado control percibido de la conducta, que influye directamente sobre la conducta, e indirectamente también sobre la intención conductual. A su vez, la intención es determinada por la norma subjetiva y la actitud hacia la conducta, sobre las cuales (norma y actitud) actúa también el control percibido de la conducta. 248 La Educación Científica y los Factores Afectivos Figura 2. Modelo esquemático de la teoría de la conducta planeada de Ajzen. El modelo de la teoría de la conducta planeada de Ajzen (1991) se puede ilustrar con la conducta de un estudiante para decidir elegir (o no) física como asignatura para el curso siguiente. La conducta definitiva surge de un plan concreto de estudiar física el próximo curso (intención), que es determinado porque el estudiante considera viable el plan, porque le avalan sus notas anteriores y su agenda personal prevista (control conductual percibido), porque considera que estudiar física es importante, beneficioso y debe hacerlo (norma) y porque tiene una actitud positiva hacia la física. La modificación y el cambio de actitudes carece de un modelo, aunque el propio modelo TCP puede ser útil; los estudios agrupan los mecanismos de cambio actitudinal en tres categorías: experiencia directa, experiencia socialmente mediada y cambio de conducta inducida por incentivos. Todas aparecen en la situación de aprendizaje en educación para el cambio actitudinal, porque las experiencias de aprendizaje en el aula se reconocen como actividades contextualizadas socialmente donde juegan un papel esencial los procesos de modelado, persuasión, logro de consensos y la influencia social entre iguales (actividades de aprendizaje cooperativas). 3. LAS ACTITUDES RELACIONADAS CON LA CIENCIA A pesar de la centralidad de emociones y afectos en la educación en general, la investigación educativa acerca de los afectos en la educación científica es especialmente escasa y dispersa, y por ello, emociones y actitudes son bastante ignoradas en la enseñanza y aprendizaje de la ciencia. Esta falta de atención es debida, por un lado, a factores de índole cultural ligados al legado del dualismo filosófico y psicológico, que afirman la independencia e incluso la supremacía de la cognición sobre la emoción; por otro lado, factores ligados a la filosofía positivista de la ciencia, que considera que solo Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas 249 los factores epistémicos (lógica y hechos) contribuyen a la validación del conocimiento científico, excluyendo complementariamente todos los demás factores, entre los cuales, las emociones se consideran especialmente opuestas a la objetividad científica. La moderna historia,filosofía, sociología y psicología de la ciencia ha contestado el modelo positivista de la ciencia, por irreal y cientifista, introduciendo en la actividad científica la consideración de otros factores no epistémicos, tales como los impactos sociales, la ética y los valores, las relaciones con la tecnología, el control social, el riesgo, la cooperación entre científicos, etc. contribuyendo a ampliar una nueva visión de la ciencia más naturalista y humanista. En este nuevo marco, afectos y emociones no son ya incompatibles con la naturaleza de la ciencia, sino parte de la misma, de modo que su papel central en la educación debe reconsiderarse activamente. Una primera consecuencia de los afectos en la educación impacta sobre la comprensión del cambio conceptual, como núcleo del aprendizaje significativo en ciencias, que podría estar conducido por factores afectivos, no solo influido por ellos, a través de la determinación de si el aprendiz se implica en una vía superficial o profunda en el aprendizaje, y en consecuencia, si el cambio conceptual ocurre o no (Sinatra y Pintrich, 2003). En esta línea, la integración del binomio emoción-cognición en la motivación, realizada desde la psicología, es otra piedra angular para la educación en general, y para la enseñanza y aprendizaje de las ciencias en particular (Weiner, 1986). El asunto central para definir bien una actitud es fijar con precisión el objeto de la actitud. Para ordenar los objetos, una primera taxonomía es la clásica división en dos categorías principales: actitudes hacia la ciencia y actitudes científicas (Gardner, 1975). Las actitudes hacia la ciencia comprenden todos los objetos (acciones, personas, situaciones o ideas) implicados en el aprendizaje de la ciencia (interés por la ciencia, actitudes hacia los científicos (personas) y su trabajo, y actitudes hacia los impactos sociales de la ciencia desde la perspectiva de la responsabilidad social). Las actitudes científicas serían el conjunto de objetos emanados del estilo de pensar y actuar de los científicos en las actividades de investigación (racionalidad, curiosidad, imparcialidad, pensamiento crítico, honradez, objetividad, humildad, escepticismo, creatividad, provisionalidad, etc.). 250 La Educación Científica y los Factores Afectivos Para compendiar toda la carga multifacética de actitudes y ciencia se acuñó el concepto de actitudes relacionadas con la ciencia (Vázquez y Manassero, 1995) que otros investigadores han adoptado también sobre las mismas premisas analíticas (Rebello, Witzig, Siegel y Freyermuth, 2011). Este modelo de actitudes relacionadas con la ciencia se sistematizó en siete categorías agrupadas en tres dimensiones: enseñanza y aprendizaje de la ciencia y la tecnología, interacciones entre ciencia, tecnología y sociedad y conocimiento científico y tecnológico. Este modelo es equiparable a la estructura del banco “Views on Science, Technology, Society” (VOSTS), que sintetiza la orientación ciencia-tecnología-sociedad en la enseñanza de la ciencia (Aikenhead y Ryan, 1992). Tabla 1. Taxonomía de las actitudes relacionadas con la ciencia y su correspondencia con las dimensiones y contenidos del Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia Tecnología y Sociedad. TAXONOMÍA DE ACTITUDES RELACIONADAS CON LA CIENCIA CUESTIONARIO DE OPINIONES SOBRE CIENCIA TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (COCTS) CATEGORÍAS DIMENSIONES CONTENIDOS Enseñanza y el aprendizaje de la ciencia y la tecnología 1. Elementos escolares de la ciencia y la tecnología 5. Relación de la ciencia escolar con la sociedad Relación entre las dos culturas Fortalecimiento social Caracterización de la ciencia en la escuela 2. Los productos del aprendizaje de la ciencia y la tecnología Interacciones entre ciencia, tecnología y sociedad 3. La imagen social de la ciencia y la tecnología 4. Temas específicos de ciencia y tecnología con incidencia social 2. Influencia de la sociedad sobre la ciencia y la tecnología Gobierno, Industria, Ejército, Ética Instituciones educativas Grupos de especial interés Influencia del público (los ciudadanos) sobre los científicos 4. Influencia de la ciencia y la tecnología sobre la sociedad Responsabilidad social de los científicos y los tecnólogos Contribución a las decisiones sociales Problemas sociales Resolución de problemas sociales y prácticos Contribución al bienestar económico Contribución al poder militar Contribución al pensamiento social Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas 251 Conocimiento científico y tecnológico 5. Características de los científicos y tecnólogos 6. Características de los científicos Motivaciones personales de los científicos Valores y normas que orientan a los científicos Ideología de los científicos Aptitudes necesarias para la ciencia Efecto del género sobre los procesos y productos de la ciencia Infrarrepresentación de las mujeres 6. La construcción colectiva del conocimiento científico y tecnológico 7. Construcción social del conocimiento científico Colectivización de la ciencia Decisiones científicas Comunicación profesional Interacciones profesionales por la competitividad Interacciones sociales Influencia de los individuos en el conocimiento científico Influencia nacional sobre el conocimiento científico y técnico Ciencia privada y ciencia pública 8. Construcción social de la tecnología Decisiones tecnológicas Autonomía de la tecnología 7. La naturaleza del conocimiento científico y tecnológico 1. Definiciones de ciencia y tecnología Concepto de ciencia Concepto de tecnología Investigación y desarrollo (I+D) Interdependencia entre la ciencia y la tecnología 9. Epistemología Características de las observaciones científicas Naturaleza de los modelos científicos y de los esquemas de clasificación Provisionalidad del conocimiento científico Hipótesis, teorías y leyes Enfoques metodológicos de las investigaciones Precisión e incertidumbre, razonamiento y supuestos en el conocimiento científico y tecnológico Status epistemológico del conocimiento científico Paradigmas versus coherencia de los conceptos a través de las disciplinas 252 La Educación Científica y los Factores Afectivos El conjunto de dimensiones, categorías y contenidos de la tabla 1 ofrece un mapa abierto y bastante completo de los objetos potenciales de actitudes, que puede ser un útil instrumento para ayudar a definir con precisión las actitudes relacionadas con la ciencia. Los estudios sobre actitudes desarrollados en didáctica de la ciencia en los últimos años, a pesar de su relativa escasez y debilidad, permiten extraer algunas conclusiones generales que se exponen aquí como una síntesis que permita servir de introducción a la investigación de las actitudes relacionadas con la ciencia (p.ej. Gardner, 1975; Osborne, Simon y Collins, 2003; Vázquez y Manassero, 1995). Los estudiantes consideran que la ciencia escolar carece de relevancia para sus vidas. El interés de los estudiantes hacia la ciencia escolar se desarrolla tempranamente (10 años), pero este interés hacia el aprendizaje de la ciencia en la escuela disminuye a lo largo de su carrera y es menor en los países más desarrollados tecnológicamente (Japón, EEUU, Europa). El interés de chicos y chicas es similar, pero varía según los objetos; las actitudes de las mujeres hacia algunas materias (física, química, etc.) son más negativas que las de los hombres. Una buena enseñanza de la ciencia debería contemplar la mejora del interés de los estudiantes por la ciencia como un objetivo educativo importante. Los estudiantes desean realizarse y participar más autónomamente en las clases de ciencias. Los resultados sobre la relación de las actitudes con diversos factores (resultados escolares, sexo, didáctica, aprendizaje, enseñanza,trabajos prácticos de investigación, etc.) son escasos, dispersos y no siempre coincidentes. La influencia de las actitudes sobre el rendimiento escolar son generalmente bajas. Los factores extraescolares (museos, medios, TV, cine, libros, etc.) tienen un impacto poco duradero en las actitudes hacia la ciencia, aunque pueden actuar como resortes instantáneos. Los cursos de ciencia integrada no alcanzan buenos resultados. La manipulación de variables para la modificación de las actitudes (y en consecuencia de la conducta o resultados) es aún incipiente, pero, en todo caso, los profesores de ciencias desempeñan un papel crucial en el desarrollo y mejora de las actitudes. Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas 253 Un instrumento clave para mejorar actitudes es hacer que los estudiantes perciban realista, explícita y adecuadamente el potencial de desarrollo que ofrecen las carreras de ciencias. En suma, los resultados existentes apuntan un panorama lóbrego para la educación científica: los estudiantes consideran la ciencia escolar aburrida, difícil, vulgar y falta de relevancia, y en consecuencia, huyen de las especialidades científicas en la educación pos-obligatoria. 4. INSTRUMENTOS DE MEDIDA DE ACTITUDES La medida de las actitudes relacionadas con la ciencia mediante cuestionarios ha sido muy debatida por los defectos de construcción de los instrumentos (Bennett, 2001). Algunas críticas: Falta de precisión en la definición del objeto de actitud evaluado (validez). Diseño defectuoso de los ítems o del cuestionario global. Problemas empíricos y analíticos de fiabilidad y validez. Carencia de estandarización de los resultados y procesos de los instrumentos. Inadecuado análisis o interpretación de los resultados obtenidos. Ausencia de un modelo teórico que fundamente el instrumento. Fallo en relacionar el modelo teórico con el instrumento que recoge datos. Una salida a estos problemas consiste en buscar nuevos métodos de construcción y análisis de cuestionarios y tipos de cuestionarios, que mejoren la calidad de la recogida de información, junto con la validez y la fiabilidad de sus aplicaciones y contribuyan a obtener visiones más profundas del iceberg de las actitudes. Una vía de esta alternativa intenta mejorar la calidad de la evaluación de actitudes a través de la interpretación de los resultados, pasando de la teoría clásica de los tests a la moderna teoría de los tests, a través de aplicaciones de análisis Rasch a las puntuaciones (p.ej. Kind y Barmby, 2011; Neumann, Neumann y Nehm, 2011). Otra vía intenta mejorar la calidad de la recogida de la información a través del perfeccionamiento de cuestiones más complejas, que articulan un amplio espectro de diferentes razones a valorar sobre el objeto de actitud. 254 La Educación Científica y los Factores Afectivos Estas diferentes razones para aceptar o rechazar un objeto, si se construyen empíricamente, a partir de los análisis cualitativos previos de las respuestas de los respondientes, evitan objeciones. En este estudio se expone y desarrolla con cierto detalle el ejemplo más paradigmático de esta última vía, a través de los denominados cuestionarios empíricamente desarrollados, donde los entrevistados eligen y crean razones para valorar el objeto de actitud, y después, el investigador estructura las razones dadas por los entrevistados para construir el cuestionario definitivo. Esta vía fue iniciada por Aikenhead y sus colaboradores en 1980 y continuada después por otros investigadores (Bennett, 2001). Por nuestra parte, hemos contribuido a desarrollar una versión en castellano (Cuestionario de Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad -COCTS) que combina la construcción empírica del cuestionario VOSTS con aportaciones metodológicas originales basadas en el escalamiento de las razones incluidas en cada una de las cuestiones, una mejora del método de respuesta (método de respuesta múltiple), la métrica de puntuación y la generación de índices estandarizados para la interpretación homogénea de puntuaciones (Vázquez y Manassero, 1999). 5. EVALUACIÓN DE ACTITUDES HACIA LA CIENCIA, LA TECNOLOGÍA Y LA SOCIEDAD Y NATURALEZA DE LA CIENCIA Los cuestionarios desarrollados empíricamente son instrumentos normalizados de evaluación de actitudes que constituyen una alternativa válida a las metodologías cualitativas, especialmente, cuando se pretende realizar estudios representativos y comparativos con muestras grandes, pues su aplicación es más viable en tiempo, costes y recursos (Vázquez, Manassero y Acevedo, 2006). Aikenhead y Ryan (1992) elaboran el banco VOSTS del cual se derivaron el Teacher's Belief about Science-Technology-Society (TBA-STS) de Rubba y Harkness (1993) y el Views on Science and Education Questionnaire (VOSE) de Chen (2006). Estos cuestionarios afrontan desde una perspectiva CTS múltiples aspectos de la ciencia, que incluye aspectos epistemológicos, las relaciones internas y externas entre la ciencia, la tecnología y la sociedad, e incluso actitudes hacia la educación científica. Lederman, Wade y Bell (1998) consideran que el VOSTS es un instrumento válido y útil para la evaluación de las opiniones de los estudiantes, ya que profundiza en las razones que tienen para sostener sus posiciones. Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas 255 El COCTS es el resultado de la adaptación de los cuestionarios desarrollados empíricamente a la lengua y cultura españolas (Manassero, Vázquez y Acevedo, 2001, 2003) innovando su metodología de aplicación e interpretación, cambiando el limitado modelo de respuesta única por un nuevo modelo de respuesta y análisis múltiples, mucho más potente e informativo, que permite la utilización de la estadística inferencial, esencial para la investigación (Manassero, Vázquez y Acevedo, 2004; Vázquez et al., 2006). Categorización de las frases del cuestionario mediante su escalamiento por un panel de jueces especialistas, para aplicar la métrica en el cálculo del índice actitudinal. Cambio del modelo de respuesta única por otro de respuesta múltiple, que permite utilizar toda la información disponible en cada cuestión. Creación de una nueva métrica que permita extraer de las respuestas múltiples toda la información que contienen y cuantificarlas fiablemente. Definición de un índice actitudinal global normalizado con un significado métrico invariante, que estandariza válidamente todo el conjunto de respuestas emitidas. Tabla 2. Texto de una cuestión del COCTS con su formato y las categorías asignadas por jueces en el proceso de escalamiento, que son la base de la métrica y los índices. 10211 Definir qué es la tecnología, puede tener dificultad porque la tecnología sirve para muchas cosas. Pero PRINCIPALMENTE tecnología es: Categoría A. Muy parecida a la ciencia. Plausible B. La aplicación de la ciencia. Ingenua C. Nuevos procesos, instrumentos, maquinaria, herramientas, aplicaciones, artilugios, com-putadores o aparatos prácticos para el uso de cada día. Plausible D. Robots, electrónica, computadores, sistemas de comunicación, automatismos, tecnología. Plausible E. Una técnica para construir cosas o una vía de resolver problemas prácticos. Plausible F. Inventar, diseñar y probar cosas (por ejemplo, corazones artificiales, computadores, vehículos espaciales). Plausible G. Ideas y técnicas para diseñar y hacer cosas, para organizar a los trabajadores, la gente de negocios y los consumidores, para el progreso de la sociedad. Adecuada H. Saber cómo hacer cosas (instrumentos, maquinaria, tecnología.) Plausible 1. No entiendo la cuestión. 2. No sé lo suficiente sobre el tema para seleccionar una opción. Estas mejoras metodológicas convierten al banco COCTS en un instrumento amplio, flexible, válido y fiablepara la investigación de múltiples temas y cuestiones CTS, incluyendo epistemología y naturaleza de la ciencia. 256 La Educación Científica y los Factores Afectivos El modelo de respuesta múltiple adoptado para el cuestionario COCTS pide a la persona encuestada que valore su grado de acuerdo o desacuerdo con cada una de las frases que contiene cada cuestión sobre una escala de nueve puntos, de modo que se maximiza la información disponible para evaluar la actitud (Vázquez y Manassero, 1999). Estas valoraciones directas se transforman después en un índice actitudinal, normalizado en el intervalo [–1, +1], mediante una métrica que opera teniendo en cuenta la categoría de cada frase (Adecuada, Plausible o Ingenua), y asignada previamente por un panel de jueces expertos en un proceso de escalamiento. Los índices actitudinales de frases son los indicadores cuantitativos de las creencias, significando el grado de sintonía de la puntuación directa con el patrón categorial asignado por los jueces a las frases del COCTS. Cuanto más positivo y cercano al valor máximo (+1) es un índice, más adecuada e informada se considera la actitud; cuanto más negativo y cercano al mínimo (-1) la actitud se representa más ingenua o desinformada (Manassero et al., 2001). Promediando los índices de las frases se produce un índice global de cuestión que representa la actitud global hacia el tema planteado en la cuestión. Esta metodología, basada en la respuesta múltiple en cada cuestión, supera y evita las dificultades metodológicas habituales de los instrumentos de evaluación (falta de validez, fiabilidad, percepción inmaculada, imposición de esquemas, obligación de elegir, etc.), aportando una evaluación cuantitativa válida y fiable, así como una fundamentación psicométrica más sólida de las medidas y contrastes estadísticos de hipótesis, como por ejemplo, delimitar las frases con las actitudes más positivas o negativas o determinar las diferencias más relevantes entre grupos mediante el grado de la probabilidad de significación (p < 0.01) y el tamaño del efecto de las diferencias (d > 0.30). Esta metodología cuantitativa también permite y fundamenta interesantes análisis cualitativos. Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas 257 Tabla 3. Selección consensuada de cuestiones del COCTS que conforman los cuestionarios F1 y F2 aplicados en la investigación PIEARCTS. Dimensiones Forma 1 (15 Cuestiones ) Forma 2 (15 Cuestiones) a) Definición de ciencia y tecnología F1_10111 ciencia F2_10211 tecnología F1_10411 interdependencia F2_10421 interdependencia calidad de vida b) Interacciones CTS F1_30111 interacción tríadica Influencia de Sociedad en CyT F1_20141 política del gobierno del país F2_20211 industria F1_20411 ética F2_20511 instituciones educativas Influencia de CyT en Sociedad F1_40161 responsabilidad social contaminación F2_40131 responsabilidad social información F1_40221 decisiones morales F2_40211 decisiones sociales F1_40531 bienestar social F2_40421 Aplicación a la vida diaria F2_50111 unión de dos culturas Sociología Interna de CyT F1_60111 motivaciones F2_60521 equidad de género F1_60611 infra-representación de mujeres F2_70211 decisiones científicas F1_70231 decisiones por consensos F2_70711 influencias nacionales F1_80131 ventajas para sociedad c) Epistemología F1_90211 modelos científicos F2_90111 observaciones F1_90411 provisionalidad F2_90311 esquemas de clasificación F1_90621 método científico F2_90521 papel de los supuestos F2_91011 estatus epistemológico El Proyecto Iberoamericano de Evaluación de Actitudes Relacionadas con la Ciencia, la Tecnología y la Sociedad (PIEARCTS) emprendió una evaluación en varios países iberoamericanos usando 30 cuestiones del COCTS (tabla 3) cuyos resultados muestran interesantes perfiles y diferencias entre grupos y países (Bennássar, Vázquez, Manassero y García-Carmona, 2010). La figura 3 muestra un ejemplo del tipo de perfiles que se pueden obtener, en este caso para el conjunto de las 15 cuestiones de la forma 2 del COCTS que fueron respondidas por un grupo grande de profesores españoles en formación (N = 472). En la figura 3 se muestra el perfil de los índices medios de cada cuestión, distinguiendo entre dos subgrupos de profesores, quienes tienen una especialidad de ciencias (N = 250) y quienes tienen una especialidad de humanidades (N = 222). Al mismo tiempo, se superpone la línea que evalúa comparativamente, para cada cuestión, el parámetro tamaño de las diferencias entre los dos grupos (calculado restando ciencia menos humanidades). 258 La Educación Científica y los Factores Afectivos Los resultados permiten identificar las fortalezas de las actitudes de los profesores en formación a través de las cuestiones que logran los índices más altos (cuestiones F2_10421, F2_20211, F2_40131). También se pueden identificar las debilidades, que este caso corresponden a los índices medios más bajos del grupo (cuestiones F2_10221, F2_10421, F2_90311). La comparación entre profesores con especialidades de ciencias y humanidades permite comprobar si la formación científica dota de una mejor comprensión de las cuestiones CTS en comparación con sus homólogos de humanidades. Los resultados del tamaño del efecto de las diferencias revelan que nueve de las cuestiones no exhiben diferencias relevantes entre ambos grupos (d < .30). De las seis cuestiones restantes, que muestran diferencias importantes entre ambos subgrupos, en tres de ellas los profesores en formación de ciencias tienen un índice medio mayor que el subgrupo de humanidades (F2_10421, F2_20511, F2_605211), mientras las diferencias tienen el sentido contrario en las tres cuestiones restantes (F2_40421, F2_70711, F2_90111). En suma, estos indicadores sugieren que la formación científica no da a los profesores una mejor comprensión y actitud hacia las cuestiones CTS que sus homólogos de humanidades, que no han recibido formación científica. Figura 3. Índices medios de las 15 cuestiones de la forma 2 del COCTS mostrando el perfil de los dos subgrupos de profesores en formación, de ciencias y de humanidades, junto con el valor del tamaño de las diferencias para cada cuestión. Las Emociones en la Enseñanza y el Aprendizaje de las Ciencias y las Matemáticas 259 Teniendo en consideración los resultados anteriores sobre todas las cuestiones, también se puede interpretar cualitativamente si los profesores tienen unas actitudes hacia estos temas que se pueda considerar suficiente para ejercer como profesores de ciencias. Por un lado, el indicador absoluto de las puntuaciones medias alcanzadas globalmente, incluso las más altas, no son muy positivas; por otro lado, el indicador relativo de la diferencias respecto a sus homólogos profesores en formación de humanidades no muestran diferencias netas en favor de los profesores de ciencias. En suma, la educación científica actual para los profesores de ciencias no está aportando una formación relevante sobre las cuestiones CTS que los prepare adecuadamente para enseñar sobre estas cuestiones a sus futuros alumnos. La versatilidad y estandarización de las medidas alcanzadas con el COCTS permiten comparar perfiles de diferentes países. El primer rasgo que salta a la vista en la figura 4 es el parecido entre los perfiles de la variación los índices medios a lo largo de las cuestiones entre los diferentes países; aunque los perfiles no se pueden considerar idénticos, si que exhiben una forma bastante similar, por ejemplo, las cuestiones con los índices máximos (F1_30111, F1_40161) y mínimos (F1_20411, F1_40531) tienden a ser las mismas en la mayoría de los países, de modo que la forma del perfil resultante es muy similar entre ellos. Este resultado sugiere que, por encima de las diferencias educativas (currículos, profesores,
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