APROBADO DIANA DEL PILAR RAMÍREZ DUSSÁN

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DESARROLLO DE COMPETENCIAS CIENTÍFICAS DE INDAGACIÓN, 
EXPLICACIÓN Y COMUNICACIÓN DESDE UN ENFOQUE CTS EN ESTUDIANTES 
DE GRADO NOVENO DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICA PABLO SEXTO 
DEL MUNICIPIO DE PLANADAS 
 
 
 
 
 
DIANA DEL PILAR RAMÍREZ DUSSÁN 
 
 
 
 
Trabajo de grado como requisito parcial para optar al título de 
Magíster en Educación 
 
 
 
Directora 
SANDRA PATRICIA MARTÍNEZ GRANADA 
Magíster en Educación 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DEL TOLIMA 
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN 
MAESTRÍA EN EDUCACIÓN 
IBAGUÉ-TOLIMA 
2018 
 
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5 
 
DEDICATORIA 
 
 
Al Padre Celestial por darme la oportunidad y sabiduría para realizar este trabajo. 
 
A todas las personas vinculadas con mi educación y formación profesional, 
especialmente a mis padres. 
 
A mi Esposo y mi Hija María Paz, por su paciencia, comprensión e impulso para no 
desfallecer. 
 
Aquellos quienes insistieron y creyeron en mis capacidades y potencial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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AGRADECIMIENTOS 
 
 
El autor expresa sus agradecimientos a: 
La Universidad del Tolima, quienes han sido artífices de este gran paso, al brindarnos la 
oportunidad de aprender, formarnos profesionalmente y crecer para el bienestar de 
nuestros estudiantes y familias. 
 
A la Secretaría de Educación del Tolima, por facilitar esta oportunidad de cualificación 
que sin duda redundará en beneficio de nuestros educandos. 
 
A todos los profesores que hicieron parte de este proceso. 
 
A los profesores Luis Evelio González y directora de tesis Sandra Patricia Martínez 
Granada por su guía y ayuda para alcanzar esta meta. 
 
A los estudiantes del grado noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto por 
su valiosa colaboración y permitir desarrollar la propuesta, quienes con su participación 
y aportes sirvieron de insumo para realizar este trabajo. 
 
A los docentes de Ciencias Naturales de las Instituciones del municipio de Planadas por 
sus aportes a la investigación. 
 
7 
 
CONTENIDO 
 
 
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 15 
 
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ................................... 17 
1.1 DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA ............................................ 17 
1.2 FORMULACIÓN DE LA PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN. .................................. 21 
1.2.1 Pregunta General ................................................................................................. 21 
1.2.2 Preguntas Específicas .......................................................................................... 21 
1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN .................................................................... 22 
1.3.1 Objetivo General. ................................................................................................. 22 
1.3.2 Objetivos Específicos ........................................................................................... 22 
1.4 JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................... 23 
 
2. MARCO TEÓRICO ................................................................................................... 25 
2.1 ANTECEDENTES ................................................................................................... 25 
2.1.1 Nivel Internacional. ............................................................................................... 25 
2.1.2 Nivel Nacional. ..................................................................................................... 28 
2.1.3 Nivel Regional. ..................................................................................................... 30 
2.2 BASES LEGALES ................................................................................................... 31 
2.3 BASES TEÓRICAS ................................................................................................. 35 
2.3.1 Modelo Pedagógico Constructivista. .................................................................... 35 
2.3.2 Estrategia Didáctica Y Secuencia Didáctica. ........................................................ 38 
2.3.3 Didáctica de las Ciencias Naturales. .................................................................... 39 
2.3.4 Enfoque Ciencia, Tecnología y Sociedad. ............................................................ 41 
2.3.4.1 Historia del enfoque CTS en Europa y Estados Unidos. ................................... 43 
2.3.4.2 Enfoque CTS en América Latina. ...................................................................... 43 
2.3.4.3 Enfoque CTS en Colombia. ............................................................................... 44 
2.3.5 Relación Entre El Enfoque Ciencia Tecnología Y Sociedad Y La Enseñanza–
Aprendizaje De Las Ciencias Experimentales. ............................................................ 45 
8 
 
2.3.6 El Papel del Profesor en la Educación CTS ......................................................... 46 
2.3.7 Estrategias de Enseñanza-Aprendizaje en CTS. ................................................. 47 
2.3.8 Prácticas Pedagógicas para el Desarrollo del Enfoque CTS. .............................. 48 
2.3.9 Competencias Generales en Ciencias Naturales. ................................................ 50 
 
3. METODOLOGÍA ....................................................................................................... 54 
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN ..................................................................................... 54 
3.2 MÉTODO DE INVESTIGACIÓN.............................................................................. 55 
3.2.1 Fase I. La Planeación. .......................................................................................... 56 
3.2.2 Fase II. El desarrollo de la Acción ........................................................................ 56 
3.2.3 Fase III. La observación ....................................................................................... 56 
3.2.4 Fase IV. La reflexión ............................................................................................ 57 
3.3 POBLACIÓN Y MUESTRA ..................................................................................... 57 
3.4 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS ......................... 57 
3.4.1 Estructura de la encuesta y Pre-test .................................................................... 58 
3.4.1.1 Objetivos.. ......................................................................................................... 58 
3.4.1.2 Los Ejes Temáticos ........................................................................................... 58 
3.4.2 Estructura de Entrevistas ..................................................................................... 66 
3.4.2.1. Objetivos. ......................................................................................................... 66 
3.4.2.2 Los Ejes Temáticos ........................................................................................... 66 
3.4.2.3 Preguntas .......................................................................................................... 67 
 
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................................. 69 
4.1 ANÁLISIS DE LA ENCUESTA ................................................................................ 69 
4.1.1 Asociación de Imágenes.. .................................................................................... 69 
4.1.2 Apareamiento de Situación Cotidiana vs Tipo de Energía Asociada. .................. 71 
4.1.3 Unidades de Energía y estados de la Materia.. .................................................... 72 
4.1.4 Conservaciónde la Energía. ................................................................................ 73 
4.1.5 Identificación y Combinaciones de Estados de la Materia del Agua.. .................. 74 
4.2 ANÁLISIS DE LA ENTREVISTA ............................................................................. 75 
4.2.1 ¿Dónde labora y en que grupos desempeña su labor? ........................................ 75 
9 
 
4.2.2 Para usted ¿Qué es materia? .............................................................................. 76 
4.2.3 Para usted ¿Qué es Energía? .............................................................................. 76 
4.2.4 ¿Qué dificultades ha encontrado?. ....................................................................... 76 
4.2.5 ¿Cómo potencia las competencias científicas de indagación, explicación y 
comunicación? .............................................................................................................. 77 
4.2.6 ¿Cómo se podría relacionar la ciencia, la tecnología y la sociedad en el proceso 
enseñanza-aprendizaje de las ciencias naturales específicamente en grado noveno en 
los contenidos de materia y energía?............................................................................ 77 
4.3 PROPUESTA DE ESTRATEGIA DIDÁCTICA ........................................................ 78 
4.3.1 Aspectos teóricos de AMECTS ............................................................................ 78 
4.4 ACTIVIDAD 1 ¿QUÉ ES Y CÓMO USAMOS LA ENERGÍA? ................................. 91 
4.4.1 Lectura “Ciencia Tecnología y Sociedad Conservación de la energía” ................ 91 
4.4.1.1 Lectura ¿Qué es la energía? ............................................................................. 93 
4.4.1.2 ¿Qué es el trabajo? ........................................................................................... 96 
4.5 ACTIVIDAD 2 ENERGÍA POTENCIAL – ENERGÍA CINÉTICA CONSERVACIÓN DE 
LA ENERGÍA MECÁNICA ............................................................................................. 96 
4.5.1 Metas de Comprensión ........................................................................................ 96 
4.5.1.1 Energía Potencial Gravitacional. ....................................................................... 96 
4.5.1.2 Conservación de la Energía Mecánica .............................................................. 97 
4.5.1.3 Energía Potencial Elástica.. .............................................................................. 98 
4.6 ACTIVIDAD 3 LA MATERIA .................................................................................. 105 
 
5. CONCLUSIONES ................................................................................................... 108 
 
RECOMENDACIONES ............................................................................................... 111 
 
REFERENCIAS .......................................................................................................... 112 
 
ANEXOS ..................................................................................................................... 121 
 
 
10 
 
LISTA DE TABLAS 
 
 
Tabla 1. Estrategias De Enseñanza-Aprendizaje Usadas En El Enfoque CTS ............ 48 
Tabla 2 Ideas alternativas asociadas a la imagen elegida ............................................ 60 
Tabla 3. Unidades de Energía y estado de la Materia .................................................. 62 
Tabla 4 codificación de los docentes por institución ..................................................... 75 
Tabla 5. Propuesta de secuencia didáctica AMECTS................................................... 80 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
LISTA FIGURAS 
 
 
Figura 1. Estándares del MEN relacionados con el concepto de energía .................... 34 
Figura 2. Distribución Muestra por Género ................................................................... 57 
Figura 3. Asociación de Imágenes ............................................................................... 59 
Figura 4. Situaciones versus Tipos de energía ............................................................ 61 
Figura 5. Cambios de estado de la materia .................................................................. 63 
Figura 6. Ítem Falso o verdadero ................................................................................. 64 
Figura 7. Sólido, líquido o gas ...................................................................................... 65 
Figura 8. Ideas alternativas al concepto de Energía ítem 1 .......................................... 70 
Figura 9. Apareamiento de situación cotidiana vs tipo de energía asociada resultados 
ítem 2 ............................................................................................................................ 71 
Figura 10. Unidades de Energía y estados de la Materia Ítem 3 .................................. 72 
Figura 11. Conservación de la energía ......................................................................... 73 
Figura 12. Identificación y combinaciones de Estados de la materia del agua ............. 74 
Figura 13. Pelota de Tenis ........................................................................................... 93 
Figura 14. Deformación del vaso cuando se fija la masa ............................................. 97 
Figura 15. Fuerza vs detonación de un resorte ............................................................ 99 
Figura 16. Montaje de experiencia con resorte .......................................................... 102 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
LISTA DE ANEXOS 
 
 
Anexo A. Encuesta a los docentes ............................................................................. 122 
Anexo B. Solicitud de Validación de instrumentos ..................................................... 124 
Anexo C. Respuesta de validación de instrumentos .................................................. 126 
Anexo D. Protocolo de evaluación de instrumentos ................................................... 128 
Anexo E. Encuesta de Asociación de Imágenes aplicada a Estudiante para determinas 
ideas previas ............................................................................................................... 132 
Anexo F. Encuesta de Apareamiento de situación cotidiana vs tipo de energía asociada
 .................................................................................................................................... 135 
Anexo G. Encuesta de Conservación de la energía aplicada a Estudiantes para 
determinas ideas previas de Conservación de la energía ........................................... 138 
Anexo H. Encuesta Identificación y combinaciones de Estados de la materia del agua
 .................................................................................................................................... 141 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
RESUMEN 
 
 
El presente trabajo denominado: Desarrollo de competencias científicas desde un 
enfoque CTS en estudiantes de grado noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo 
Sexto del municipio de Planadas consiste en diseñar la propuesta de una unidad 
didáctica para la enseñanza del concepto de energía y materia en los grados noveno, 
fundamentada en el enfoque Ciencia, Tecnología y Sociedad. La metodología propuesta 
para el desarrollo de esta investigación fue de corte cualitativo y permitió obtener los 
elementos necesarios para este propósito, incluyó la revisión de literatura de 
investigaciones similares, referentes al enfoque CTS, la enseñanza de la energía y 
materia y las competencias científicas de indagación, explicación y comunicación. 
 
En el presente trabajo se abordaron los lineamientos establecidos por el Ministerio de 
EducaciónNacional, los postulados teóricos de Martínez, Restrepo y Cardoso, (2018); 
Adúriz, (2001); Galagovsky, (2004); Acevedo, (2009) entre otros. La observación y 
análisis de las situaciones cotidianas que aluden a la energía y la materia, suscito el 
diseño de un cuestionario de saberes previos y de una entrevista aplicada a 4 docentes 
del casco urbano del municipio de Planadas, el resultado más destacado del proyecto es 
la propuesta de la estrategia didáctica abordada desde 3 tópicos. ¿Por qué hablamos de 
crisis energética?, segundo ¿cuál es la importancia de la energía y el buen uso de sus 
fuentes para la protección del lugar que habitas? Y tercero. ¿Todos los cuerpos están 
formados por materia? 
 
Palabras clave: energía, trabajo, conservación de la energía, enseñanza para la 
comprensión, unidad didáctica. 
 
14 
 
ABSTRACT 
 
 
The present work called: "Development of scientific competences from a CTS In ninth 
grade students of the Pablo Sexto Educational Institution of the Municipality of Planadas 
"consists in designing the proposal of a didactic unit for the teaching of the concept of 
energy and matter in the ninth grades, based on the Science, Technology and Society 
approach. The methodology proposed for the development of this research was 
qualitative and allowed to obtain the necessary elements for this purpose included the 
literature review of similar research, referring to the CTS approach, the teaching of energy 
and matter and the scientific competences of inquiry, explanation and communication. 
 
Within the theorists, the guidelines established by the Ministry of National Education, the 
theoretical postulates of Martínez, Restrepo and Cardoso, (2018); Adúriz, (2001); 
Galagovsky, (2004); Acevedo, (2009) among others, the observation and analysis of 
everyday situations that allude to energy and matter, the design of a questionnaire of 
previous knowledge and an interview applied to 4 teachers in the urban area of the 
municipality of Planadas, The most outstanding result of the project is the proposal of the 
didactic strategy addressed from 3 topics. Why are we talking about the energy crisis? 
Secondly, what is the importance of energy and the good use of its sources for the 
protection of the place you live? And third. Are all bodies formed by matter? 
 
Keywords: energy, work, conservation of energy, teaching for understanding, didactic 
unit. 
15 
 
INTRODUCCIÓN 
 
 
La enseñanza de las Ciencias Naturales en la educación básica, están siendo objeto de 
críticas severas en lo educativo, la mayoría de éstas apuntan a des-encasillar las 
asignaturas que comprenden esta área del conocimiento, es decir la biología, la química, 
física y medio ambiente, éstas deben desarrollarse desde la realidad pues dicho 
desarrollo opera por transformaciones del mundo de lo cotidiano, es necesario 
comprender el medio de forma multidisciplinar para lograr influir sobre éste y sobrevivir 
en él. Enfoques como el de Ciencia, Tecnología y Sociedad (CTS de aquí en adelante) 
permiten abarcar los diferentes escenarios desde el mundo científico hasta comunitario, 
valiéndose de las tecnologías de vanguardia para introducirse en el entretejido de la 
realidad. 
 
El municipio de Planadas, posee una biodiversidad en todos sus componentes desde la 
vegetación, pasando por sus habitantes, hasta la geografía del municipio, sin embargo, 
en el sector urbano la realidad está más condensada, en las sinergias económico-
culturales tanto por servicios comerciales básicos (abarrotes, ropa y demás), como por 
el cultivo del café, aunque se produce panela, plátano y frijol. El municipio posee una 
economía agropecuaria y es el tercer productor de café del país y sin embargo 
históricamente fue situado en el mapa colombiano por ser uno de los epicentros del 
conflicto armado del Tolima en los años 50 y ser la cuna donde se gestó las FARC. Todas 
las singularidades que resignifican la vida en contexto dentro del municipio son 
contenedores de conocimiento e implementación de saberes para transformar las 
falencias o debilidades del municipio y potenciar las fortalezas. 
 
Para desarrollar la propuesta se propone como objetivo general Desarrollar las 
competencias científicas de indagación, explicación y comunicación a partir de los 
contenidos de materia y energía en estudiantes del grado noveno de la Institución 
Educativa Técnica Pablo Sexto del municipio de Planadas en el área de Ciencias 
Naturales, para ello fue necesario diseñar una secuencia didáctica con enfoque CTS para 
16 
 
el desarrollo de las competencias científicas de indagación, explicación y comunicación 
aplicando los contenidos de materia y energía con un enfoque CTS en estudiantes del 
grado noveno de la Institución Educativa Pablo Sexto del municipio de Planadas. 
 
En el marco teórico se desarrollarán los siguientes subtemas: Modelo pedagógico 
constructivista, Didáctica de las ciencias naturales. Enfoque Ciencia, Tecnología Y 
Sociedad, Relación entre el enfoque ciencia tecnología y sociedad y la enseñanza–
aprendizaje de las ciencias experimentales, El papel del profesor en la educación CTS; 
Estrategias de enseñanza-aprendizaje en CTS, Prácticas pedagógicas para el desarrollo 
de la enseñanza aprendizaje de las Ciencias Naturales. 
 
El informe final de investigación se encuentra estructurado así: Introducción, 
Planteamiento del problema, objetivos, justificación, marco teórico (antecedentes, 
normativo y conceptual) Metodología, resultados, conclusiones, recomendaciones, 
referencias y anexos 
 
17 
 
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 
 
 
1.1 DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA 
 
La preocupación del estado está enfocada en el cómo, desde la educación se puede 
contribuir a desarrollar en las personas la capacidad para aprender. Tarea que no es 
exclusiva de la enseñanza de las ciencias naturales, sino que está permeada por las 
habilidades y competencias que se desarrollan en las otras áreas del conocimiento, entre 
ambas se vislumbra la intención de formar individuos integrales capaces de construir su 
proyecto de vida y con sus herramientas individuales lograr cambios significativos en su 
entorno. 
 
Por lo tanto, la educación básica y media debe estar en función de las demandas de la 
sociedad, la cual cambia progresivamente, es compleja y requiere de un desarrollo de 
las capacidades individuales de sus integrantes que favorezcan la incorporación de los 
individuos a los procesos productivos complejos y respondan con flexibilidad mental a 
los cambios de roles propios de una sociedad dinámica. Interpretando a Kant, (1994) los 
individuos deben desarrollarse de manera personal e individual cada una de sus 
actitudes y aptitudes, permitiendo así una interacción autónoma con el contexto social, 
de esta manera él puede ser proactivo y su conocimiento le servirá para valerse por sí 
mismo. 
 
En el mismo orden de ideas y desde una visión retrospectiva, durante las tres últimas 
décadas, la educación en Colombia se ha evaluado con múltiples pruebas nacionales e 
internacionales, además de las pruebas Saber, estas pruebas conocidas como PISA 
(Program for International Student Assessment), TIMSS (Trends in International 
Mathematics and Science Study), PIRLS (Progress in International Reading Literacy 
Study) y LLECE (Laboratorio Latinoamericano de Evaluación de la Calidad de la 
Educación) coinciden en arrojar resultados negativos, en las diferentes competencias 
evaluadas. De Zubiría, (2014) al evaluar estos resultados afirma que: estas pruebas 
18 
 
evalúan aspectos que en Colombia todavía no se trabajan en la gran mayoría de 
instituciones educativas. Pruebas como PISA evalúan lectura crítica, resolución de 
problemas y la manera como los jóvenes utilizan los conceptos científicos en su vida 
cotidiana. 
 
De igual forma, el Instituto Colombiano para la Evaluaciónde la Educación Superior 
(ICFES) a través de la implementación de las pruebas Saber, ha desarrollado una serie 
de informes longitudinales que permiten evidenciar si los estudiantes están alcanzando 
las metas propuestas por cada institución educativa del país y si estos datos mejoran 
con el paso del tiempo (ICFES, 2017). Desde el 2013 al 2017 los resultados de las 
pruebas Saber 3°, 5° y 9°, no evidencian mejoras significativas en general y 
específicamente indican débiles progresos en competencias tales como la comprensión 
de textos, según los resultados de las pruebas Saber aplicadas en grado noveno en los 
años 2014 a 2017 se puede evidenciar una constante a nivel nacional, los estudiantes 
no están desarrollando las competencias mínimas requeridas para enfrentar el mundo 
actual; estos resultados evidencian que el 13% de los estudiantes no desarrollan las 
competencias; el 50% alcanzaron un desempeño minino en el cual las competencias 
adquiridas son tan solo las de interpretación; el 29% se encuentran en un desempeño 
satisfactorio desarrollando las competencias de interpretación e indagación; y solo un 
8,5% obtuvo un desempeño avanzado en el que el estudiante está en capacidad de 
explicar, indagar y argumentar diferentes situaciones del contexto social aplicando los 
conocimientos adquiridos. 
 
Desde esta perspectiva, la comprensión de las Ciencias Naturales, es una actividad que 
depende de metodologías apropiadas al contexto social, no de metodologías 
tradicionales poco innovadoras que no permiten el desarrollo de competencias científicas 
dentro del aula; es decir, las investigaciones en este campo deben promover la 
apropiación de competencias de pensamiento científico, lo cual favorece el desarrollo de 
las habilidades cognoscitivas (Quintanilla, Merino & Daza, 2010); por lo tanto, los 
procesos educativos desde esta perspectiva deben estar conectados con el contexto y 
la realidad social a partir de indagaciones flexibles y reflexivas en realidades 
19 
 
socioculturales muy variadas, con lo que se abre la posibilidad de la construcción de 
nuevos significados, De Zubiría, (2014) asegura que: “en lugar de desarrollar 
competencias comunicativas esenciales para la vida, como leer, escribir o elaborar 
discursos orales coherentes, seguimos haciendo el énfasis sobre cosas tan 
impertinentes para los niños como las reglas gramaticales y ortográficas”(p. 3), 
cuestiones que no develan su debilidad solo por su enseñanza sino por la forma 
tradicional de enseñarla, lejanas, incluso muchos grandes escritores no dominan estas 
reglas. En síntesis, la educación colombiana dedica sus esfuerzos a transmitir 
información, en muchos casos inútiles y en otros casos irrelevantes para la vida de los 
estudiantes del siglo XXI. Siendo necesario que los docentes se encuentren en continua 
formación y sus enfoques de enseñanza sean atractivos y actuales frente a cada 
planteamiento. 
 
Por lo anterior, cabe cuestionarse cómo la enseñanza de las ciencias naturales, puede 
contribuir a que los jóvenes adquieran ciertos instrumentos y destrezas que le permitan 
aprender, reaprender y seguir aprendiendo, formas de conocer, interpretar, construir, 
reconstruir y actuar proactivamente en el mundo en que les toca vivir, desde una postura 
holística. 
 
Concretamente, éste ejercicio investigativo busca establecer un insumo específico de las 
ciencias naturales, el cual se concentra en un tema que no es fácil de llevar al aula, los 
cambios y la conservación de la materia que sin la utilización de la transposición 
didáctica, puede convertirse en un proceso de enseñanza mecánico y confuso; además, 
de la ruptura de la comunicación entre docentes y estudiantes quienes no manejan una 
terminología acorde, produciendo así un cambio conceptual equivocado en los 
estudiantes de noveno. 
 
Esta serie de fenómenos desembocan en la construcción de las concepciones de materia 
y energía, puesto que se ha observado un notable deterioro del proceso en los 
estudiantes de secundaria de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto 
especialmente en los estudiantes del grado décimo, quienes presentan un obstáculo 
20 
 
epistemológico pues no logran comprender como la energía influye en la formación de 
nuevas sustancias debido a que no han tenido unas bases adecuadas en dichos 
conceptos; además, de la poca innovación en el desarrollo de los contenidos de las 
ciencias naturales, quizás el problema más apremiante ante esta, es la falta de 
contextualización en cada una de las visiones del estudiante sobre los conocimientos 
científicos, tecnológicos, y sociales. Si bien es cierto, desde la primaria los estudiantes 
de la Institución Educativa en mención abordan los conceptos generales de materia y 
energía conociendo los cambios de estado utilizados en la vida cotidiana, en los 
siguientes años escolares estos conceptos se profundizan más con la intención de que 
al llegar a la media técnica los estudiantes tengan bases adecuadas que le permitan 
construir conocimientos más complejos. 
 
En este orden de ideas, es necesario utilizar nuevas herramientas que permitan 
despertar el interés de los estudiantes por descubrir ese conocimiento y dar solución a 
una serie de preguntas, inquietudes o hipótesis que deparan el conjunto de fenómenos 
que configuran su realidad. Por tal razón, se intentará implementar una unidad didáctica 
con enfoque CTS, dentro de una metodología cualitativa, que permita fundamentar esta 
estrategia, como una herramienta de enseñanza pertinente de acuerdo a las 
particularidades de los estudiantes del sector urbano del municipio de Planadas. A partir 
de esta estrategia, se espera que el estudiante sea capaz de contextualizar los 
problemas de la sociedad, tomar posturas actuando en un entorno completo frente al 
conocimiento para que pueda aplicarlo en su vida cotidiana y en la resolución de 
conflictos dentro y fuera de la institución. 
 
Como menciona Romero y Acevedo, (2002) mucho se sabe de las diversas asociaciones 
internacionales que impulsan programas educativos CTS en todo el mundo. Como 
ejemplos, pueden señalarse la NASTS (National Association for Science, Technology 
and Society) en los EE.UU., la ASE (Association for Science Education) en Gran Bretaña, 
la internacional IOSTE (International Organization of Science and Technology Education) 
con sede en Canadá, la europea EASTS (European Association of STS) en la que 
Holanda es uno de los principales líderes y, más recientemente, la OEI (Organización de 
21 
 
Estados Iberoamericanos para la Educación, la Ciencia y la Cultura) con su programa 
Ciencia, Tecnología Sociedad e Innovación (CTS+I). En Colombia también se ha venido 
articulando una nueva ola de modificaciones curriculares y metodológicas que apuntan 
al desarrollo de la tecnología sociedad e innovación. 
 
Cabe argumentar que el enfoque CTS permite una educación en contexto, una forma de 
sensibilizar a los educandos de la utilidad de las ciencias naturales; esta educación en 
contexto genera en los estudiantes intereses generales, el observar cambios propuestos 
por los mismos actores sociales y combinarlos con procesos de enseñanza aprendizaje 
generando una motivación por aprender para cambiar las problemáticas de la realidad, 
en otras palabras el estudiante construye una imagen del mundo a partir de las relaciones 
que el realice con el mundo, es diferente educar en aulas de concreto sobre aspectos de 
las ciencias a construir una imagen de la realidad vista desde la experiencia e influir en 
esta (Acevedo, Vázquez, Acevedo y Manassero, 2002; Cassirer, 1971). 
 
1.2 FORMULACIÓN DE LA PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN. 
 
1.2.1 Pregunta General. ¿Cómo desarrollar las competencias científicas de indagación, 
explicación y comunicación utilizando los contenidos de materia y energía en estudiantes 
del grado noveno de la Institución Educativa Técnica PabloSexto del municipio de 
Planadas? 
 
1.2.2 Preguntas Específicas 
 
 ¿Cuáles son las dificultades que se presentan en el desarrollo de las prácticas 
pedagógicas en la enseñanza de los contenidos de materia y energía en estudiantes 
del grado noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto del municipio de 
Planadas? 
 
 ¿Qué estrategia pedagógica se puede aplicar para el desarrollo de las competencias 
científicas de indagación, explicación y comunicación utilizando los contenidos de 
22 
 
materia y energía en estudiantes del grado noveno de la Institución Educativa Técnica 
Pablo Sexto del municipio de Planadas? 
 
 ¿Cuáles son las contribuciones del enfoque CTS en el desarrollo de las competencias 
científicas de indagación, explicación y comunicación en estudiantes del grado 
noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto del municipio de Planadas? 
 
1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 
 
1.3.1 Objetivo General. Desarrollar las competencias científicas de indagación, 
explicación y comunicación desde un enfoque CTS con los contenidos de materia y 
energía en estudiantes de grado noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto 
del municipio de Planadas 
 
1.3.2 Objetivos Específicos 
 
 Identificar las dificultades que se presentan en el desarrollo de las prácticas 
pedagógicas en la enseñanza de los contenidos de materia y energía en estudiantes 
del grado noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto del municipio de 
Planadas 
 
 Diseñar una secuencia didáctica con enfoque CTS para el desarrollo de las 
competencias científicas de indagación, explicación y comunicación aplicando los 
contenidos de materia y energía con un enfoque CTS en estudiantes del grado 
noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto del municipio de Planadas. 
 
 Reconocer las contribuciones del enfoque CTS en el desarrollo de las competencias 
científicas de indagación, explicación y comunicación en estudiantes del grado 
noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto del municipio de Planadas. 
23 
 
1.4 JUSTIFICACIÓN 
 
En la actualidad, vivimos en un cambio constante en todos los niveles que afectan toda 
la sociedad, desde los niños en el comportamiento escolar hasta los adultos en la 
distribución del trabajo, viéndose esto reflejado en la forma de concebir al mundo, 
surgiendo cada día nuevas necesidades y exigencias frente a las competencias y 
conocimientos de las personas para participar activamente en la sociedad. Esta 
investigación gira en torno al desarrollo de competencias científicas como la indagación, 
explicación y comunicación, a partir de los contenidos de materia y la energía en 
estudiantes de grado noveno, debido a que estas son indispensables para lograr la 
alfabetización en ciencia y tecnología de los estudiantes. Desde nuevos contextos se ha 
venido implementando una formación CTS que responde a la necesidad de formación 
de la ciencia actual, ciudadanos capaces de tomar decisiones fundamentadas sobre 
temas de interés científico. 
 
Para fortalecer las competencias científicas de indagación, explicación y comunicación a 
partir de los contenidos de materia y energía en estudiantes del grado noveno de la 
Institución Educativa Técnica Pablo Sexto del municipio de Planadas; este ejercicio de 
investigación le apostó al diseño de una estrategia poco convencional, la cual supera y 
se distancia de metodologías educativas tradicionalistas, el enfoque CTS al involucrar a 
los estudiantes con la imagen de realidad que perciben, tienen la posibilidad de 
transformarla a la vez que pueden construir conocimientos significativos; la temática a 
abordar, aunque es de difícil manejo y comprensión por parte de los estudiantes, el hecho 
de intervenirlas y diseñar una estrategia que puede ser efectiva, no solo mitigaría la 
comprensión del tema sino que se sumaría a al fortalecimiento de las competencias de 
indagación, explicación y comunicación. 
 
El pragmatismo de las ciencias naturales vinculadas con la realidad social de los 
estudiantes y valerse de la tecnología para intervenir sobre su propio contexto, es una 
herramienta educativa que vale la pena investigar, la academia científica así lo ha 
demostrado, con investigaciones como lo señala Adúriz-Bravo (2007), 
24 
 
(…) parece central abocarnos a estudiar, desde la didáctica de las ciencias 
naturales, posibles formas de integrar significativamente la naturaleza de 
la ciencia en la formación de los profesores de ciencias para todos los 
niveles educativos. La naturaleza de la ciencia podría cumplir, en esta 
formación, al menos tres fines distintos: 1. Un fin intrínseco, por el cual ella 
provee a los profesores una reflexión crítica, con fundamento teórico, sobre 
la ciencia; 2. Un fin cultural, por el cual los profesores se apropian de un 
contenido valioso dentro del panorama de creaciones intelectuales 
humanas; y 3. Un fin instrumental, por el cual la naturaleza de la ciencia 
ayuda a que los profesores aprendan mejor los contenidos de ciencias y 
sean luego capaces de enseñarlos más significativamente. (p.20) 
 
En este sentido, la investigación contribuirá a identificar las dificultades que se presentan 
en el desarrollo de competencias científicas como la indagación, explicación y 
comunicación, a partir de los contenidos de materia y energía en estudiantes del grado 
noveno de la Institución Educativa Técnica Pablo Sexto del municipio de Planadas, 
desarrollando algunas de las competencias científicas como la indagación y 
argumentación mediante la aplicación de una unidad didáctica con enfoque CTS, 
abordando estos contenidos desde una perspectiva aplicable a la vida actual del 
estudiante, destacando la importancia en el mundo real, despertando en el estudiante 
interés y entusiasmo por los temas abordados, donde estos conocimientos adquiridos 
puedan ser aplicados en contextos diferentes a los científicos escolares. 
 
25 
 
2. MARCO TEÓRICO 
 
 
2.1 ANTECEDENTES 
 
A continuación, se presentan algunos estudios relacionados con la problemática del 
aprendizaje, en el área de ciencias naturales, en las cuales se analizan las prácticas 
docentes y las estrategias utilizadas por los docentes con la implementación del enfoque 
Ciencia, Tecnología y Sociedad en las prácticas de enseñanza-aprendizaje. Estas 
investigaciones están organizadas desde el aspecto internacional, el nacional y el 
regional. 
 
2.1.1 Nivel Internacional. A nivel internacional se cuenta con la investigación de Solbes 
y Wilches, (1992) titulada “El modelo Constructivista y las relaciones Ciencia, Tecnología 
y Sociedad” (p. 1); este estudio busca identificar cual es la percepción de la física, la 
química, de los científicos y de la influencia de la sociedad en el desarrollo de la física y 
la química, desde el punto de vista histórico, cultural, político entre otros; que tienen los 
estudiantes como consecuencia de la enseñanza que reciben habitualmente 
desconociendo la interacción CTS en este proceso. Para este estudio se aplicó un 
cuestionario a 212 estudiantes entre 15 y 17 años de edad. 
 
Los resultados mostraron que la gran mayoría de los estudiantes manifiestan que las 
ciencias naturales son aburridas, monótonas e incomprensibles entre otras; en cuanto a 
la imagen de los científicos más de 78% consideran que son personas imparciales, 
objetivas y genios; al preguntarles por las aplicaciones técnicas de la física y la química 
más del 30% no conocían ninguna aplicación; casi el 50% de los encuestados, no 
reconocen acontecimientos culturales, políticos o económicos relevantes para la 
humanidad influenciados por la física y la química. Al aplicarles un segundo cuestionario 
sobre porque creen que se presenta el desinterés en el estudio de la física y la química 
la gran mayoría concluyeron que era por la falta de metodología apropiada que26 
 
relacionara las aplicaciones técnicas y la relación de la física y la química con la sociedad, 
abriendo el espacio para iniciar el trabajo con actividades de interacción CTS. 
 
En este mismo orden de ideas, Maciel, Foggiato y Bazzo, (2007) resaltan en su 
investigación la importancia de la visión CTS como una fuerza motriz de crítica y reflexiva 
sobre contextos científicos, tecnológicos y sociales, en los contextos de la escuela 
secundaria. Esta investigación devela la importancia de acercar al estudiante a la 
interacción entre ciencia y tecnología en las dimensiones sociales, considerando su 
relación recíproca, dando a los estudiantes una amplia y Concepción social del contexto 
científico y tecnológico. 
 
Esta investigación puntualiza que el enfoque CTS aplicado en los currículos de 
secundaria permite un mejoramiento del educando como ser humano, apoyándose en la 
formación ética y el desarrollo de la autonomía intelectual y del pensamiento crítico. Por 
consiguiente, los resultados de esta investigación son un aporte importante de los efectos 
del enfoque CTS sobre la formación en competencias, cabe decir que el enfoque debe 
estar soportado por una corriente educativa pertinente, como lo fue para esta 
investigación y lo será para la presente, con el enfoque constructivista. 
 
Desde esta misma perspectiva Un artículo científico que también es importante rescatar 
en este apartado, ya que rescata los beneficios del enfoque CTS en la educación 
secundaria y los relaciona con la filosofía educacional de Paulo Freire, apuntando el 
interés a la educación emancipatoria y como temáticas de la ciencia puede constituirse 
en elementos útiles para resolver situaciones sociales. De esta manera, Galieta y Von 
Linsingen, (2006). Exploran y contrastan tres puntos de convergencia que se articulan 
entre la filosofía de Freire y el Enfoque CTS: el primero es contempla el abordaje temático 
y la selección de los contenidos y materiales didácticos; en segundo lugar, está la 
perspectiva interdisciplinar del trabajo pedagógico y la formación de los docentes; y el 
último punto tienen que ver con papel del educador en el proceso de la enseñanza y 
aprendizaje, y en la formación para el ejercicio de la ciudadanía. Estos tres aspectos 
fundamentales en ambos enfoques permiten argumentar que las adaptaciones 
27 
 
curriculares que se pretendan realizar bajo este enfoque podrían generar aspectos 
positivos, sin embargo, es necesario que el docente se capacite y que los planes de 
estudio se reformulen. 
 
Otra investigación internacional, es la realizada por Acevedo, Vázquez, Manassero, y 
Acevedo, (2002). Titulada “Persistencias de la actitudes y creencias CTS en la profesión 
docente” (p. 1) este estudio, busca comparar las actitudes y creencias sobre temas CTS 
en la profesión docente, por medio de un cuestionario de opiniones sobre ciencia, 
tecnología y sociedad (COCTS) aplicado a profesores en ejercicio y aspirantes a 
docentes en España; uno de los criterios más relevantes para escoger la población se 
relaciona con la no formación del enfoque CTS en la muestra, de esta manera se 
pretende que las opiniones de los encuestados se encuentran bajo el aprendizaje 
informal y las creencias del docente impartidas de manera inconsciente con las 
actividades desarrolladas en el aula. El criterio de respuesta al Ítem utilizado fue el de 
única respuesta. 
 
Al analizar los resultados del cuestionario (COCTS) los autores determinaron que los 
docentes y aspirantes a docentes, muestran grandes diferencias frente a las 
concepciones que tienen de CTS, por tanto el estudio muestra que es necesario incluir 
en el currículo la tecnología, con esto se puede lograr una relación entre la ciencia escolar 
con el contexto social del estudiante; además, el docente debe estar dispuesto al cambio 
y a la reflexión sobre los impactos positivos o negativos que la ciencia y la tecnología 
presentan en la sociedad, formándose en CTS para poder afrontar las diferentes 
situaciones que se presentan en la actualidad, no solo desde los criterios científicos y 
tecnológicos, sino también desde los éticos, morales, políticos, jurídicos e incluso 
religiosos. 
 
Otros estudios de Acevedo, Vázquez, Manassero, y Acevedo, (2006). Titulada “Actitudes 
del alumno do sobre ciencia, tecnología y sociedad, evaluadas con un modelo de 
respuesta múltiple”, (p. 1) en esta investigación los autores utilizan nuevamente el 
cuestionario de opiniones de Ciencia, Tecnología y Sociedad (COCTS), esta vez 
28 
 
aplicado a estudiantes de media, en toral 57 de los cuales 33 eran hombres y 24 mujeres; 
aplicando una nueva metodología con un modelo de respuesta múltiple (MRM) que 
permite a los participantes expresar sus puntos de vista sobre una amplia gama de 
aspectos de cada tema; logrando así, una evaluación más valida y significativa de las 
actitudes y creencias relativas a los temas CTS en los estudiantes. 
 
Al analizar los resultados, se evidencia que las actitudes de los estudiantes son poco 
satisfactorias según el enfoque CTS, debido a que consideran que la tecnología es una 
ciencia aplicada; el instrumento aplicado y la metodología MRM permiten un análisis muy 
detallado, cuantitativo y cualitativo de las creencias de los estudiantes respecto a los 
temas CTS; además, de un diagnóstico de los aspectos más fuertes y débiles, como los 
que han sido sintetizados. Para mejorar las actitudes CTS en los estudiantes es 
necesario que la acción formativa sea de forma personalizada, abordando las 
necesidades específicas de cada persona; organizando grupos de trabajo liderados por 
los mismos pares que presenten actitudes adecuadas dentro del grupo enriquecidos con 
lecturas apropiadas que fortalezcan la toma de conciencia sobre las ideas adecuadas y 
menos apropiadas. 
 
2.1.2 Nivel Nacional. A nivel nacional se cuenta con la investigación de Catebiel y 
Corchuelo (2005) integrantes del grupo de investigación en educación y comunicación 
de la universidad del Cauca. Titulada “Orientaciones Curriculares con Enfoque CTS+I 
para la Educación media: la participación de Estudiantes”, (p. 1) quienes desarrollan un 
seminario permanente sobre formación avanzada (SEPA), con la participación de 8 
docentes del INEM Francisco José de Caldas de la ciudad de Popayán, los estudiantes 
de grado decimo y tres docentes investigadores de la Universidad del Cauca, este 
estudio busca implementar una Pedagogía de la investigación a partir dela reflexión 
sobre la propia practica involucrado la teoría disciplinar, el estudio y diseño de estrategias 
didácticas y pedagógicas centradas en problemáticas sociales relevantes al contexto e 
intereses propios de los estudiantes que generen controversias y la autocrítica del 
docente frente a su propia práctica. 
 
29 
 
Con el desarrollo del Seminario Permanente para el Desarrollo de la Pedagogía de la 
Investigación, se evidencia que ocurren una serie de transformaciones en las prácticas 
docentes de cada uno de los maestros involucrados potencializando los aprendizajes 
tanto de estudiantes como de docentes; además los estudiantes a partir de sus 
experiencias cotidianas y de su interacción con la sociedad pueden construir significados 
en relación con su medio social, con su ambiente natural y su medio artificial. Para la 
argumentación y confrontación de ideas es necesario desarrollar las estrategias de 
enseñanza-aprendizaje utilizadas en el enfoque CTS; también se evidencia el cambio 
actitudinal del docente, siendo más proactivo e innovador dentro del proceso de la 
producción del conocimiento escolar dentro y fuera del aula. 
 
Por otro lado, se cuenta con la investigación de Ariza, Torres y Blanco, (2016). La cual 
busco mejorar los niveles de alfabetización científica y tecnológica partir del enfoque CTS 
aplicado al tema los Aerogeles de Carbono, dentro de lasactividades que se 
desarrollaron estaban las salidas de campo, laboratorio y juegos de roles, el diseño de 
la guía didáctica se fundamentó a partir de unas preguntas orientadoras. Los resultados 
de la investigación identificaron beneficios significativos en la alfabetización científica y 
tecnológica, además motivo el aprendizaje y aceptación de las clases de química, mejoro 
el manejo de lenguaje científico en los estudiantes y las actividades sirvieron para 
mejorar los procesos de enseñanza aprendizaje en el cuerpo docente. 
 
La propuesta de alfabetización científica y tecnológica, fue desarrollada dentro de la 
metodología de Investigación acción, en cuanto a cuatro fases. En síntesis, el resultado 
más significativo de la investigación tuvo que ver con la postura crítica que asumieron 
los estudiantes frente a las aplicaciones medioambientales y sociales producto de los 
desarrollos químicos. De esta manera la investigación desarrollada es también un 
insumo fuerte para conocer los beneficios y las diferentes aplicabilidades del enfoque 
CTS. 
 
30 
 
2.1.3 Nivel Regional. Dentro de las investigaciones regionales se encuentra el libro 
denominado: “Concepciones de naturaleza de ciencia en docentes Universitarios” 
(Martínez, Restrepo & Cardoso, 2018, p. 1), el estudio identifico como su nombre lo indica 
las concepciones que sobre la naturaleza de la ciencia NdC poseen algunos docentes 
universitarios Colombianos de los programas de Ingeniería Ambiental de Universidad de 
Cundinamarca y de la Licenciatura de Educación Básica con énfasis en Ciencias 
Naturales y Educación Ambiental de la Universidad del Tolima. Los investigadores 
concluyeron que: 
 
Con el fin de recoger los datos y analizar los resultados, los investigadores 
implementaron el un instrumento adaptado y validado denominado: Cuestionario de 
Opiniones sobre Ciencia, Tecnología y Sociedad (COCTS), este instrumento fue 
adaptado acorde a los objetivos de la investigación, la cual responde a la necesidad de 
conocer las concepciones que pueden manejar las diferentes generaciones de docentes, 
debido a la formación impartida de los docentes, de acuerdo a los resultados de la 
investigación los docentes universitarios mantienen concepciones erradas de la ciencia, 
desligándola en muchos casos de lo social y lo tecnológico, situación que tiende a 
arraigarse como consecuencia de la falta de una formación permanente y actualizada 
correspondiente a los enfoques emergentes que reconfiguran y resignifican la ciencia. 
 
Los investigadores concluyen afirmando que: 
 
Teniendo en cuenta que los docentes abordados pertenecen a las áreas 
de las ciencias naturales (Biología, Química y Física) de los programas: 
Ingeniería Ambiental de la Universidad de Cundinamarca y la Licenciatura 
en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación 
Ambiental de la Universidad del Tolima, se observa en sus respuestas, un 
alejamiento notorio de la concepción de NdC que en la actualidad circula 
en la comunidad científica, conformada entre otros por el denominado 
movimiento Ciencia, Tecnología y Sociedad, interesados en asuntos de 
31 
 
ciencias, tales como didáctica de la ciencia y educación científica. 
(Martínez, Restrepo & Cardoso, 2018, p.80) 
 
Por tanto, es pertinente realizar acercamientos diferenciales a las concepciones de la 
ciencia para introducir enfoques pertinentes al contexto, el enfoque CTS permite ese 
vínculo entre lo científico, lo social y lo tecnológico. 
 
En este apartado se encuentra la investigación de la línea C-INDAGARE con su proyecto, 
“Cultura Científica”, se trazó como objetivo fundamental la apropiación de la investigación 
como estrategia pedagógica en las instituciones educativas, esta investigación se 
desarrolló en dos fases entre los años 2013 a 2017. En la primera fase, realizaron el 
diagnostica del estado actual del PEI, en 30 instituciones, cabe recalcar que el 
diagnóstico fue llevado a cabo durante tres momentos, el primero corresponde a la 
conceptualización del objeto de estudio y las dimensiones, el segundo tiene que ver con 
la revisión del material documental y finalmente el tercero la recolección de la información 
directa, es decir diseño aplicación tabulación y análisis de resultados. (Duque & Ortiz, 
2018) 
 
En la segunda fase, se ejecutó un seminario enfocado en los docentes y directivos, con 
el objetivo de actualizar a las participantes de las 30 instituciones focalizadas por el 
proyecto, los municipios intervenidos fueron: Cajamarca, Coello, Coyaima, Espinal, Fálan 
Flandes, Guamo, Ibagué, Lérida, Natagaima, Ortega, Prado, Purificación, Rovira, San 
Antonio y Venadillo; la línea C benefició a 7765 estudiantes y 301 docentes distribuidos 
en las 30 instituciones focalizadas. 
 
2.2 BASES LEGALES 
 
De acuerdo con (MEN, 2017) al referirse a la declaración de Incheon y Marco de Acción 
para la realización del Objetivo de desarrollo Sostenible 4, quedo consignado el objetivo 
educativo como “Garantizar una educación inclusiva y equitativa de calidad y promover 
oportunidades de aprendizaje permanente para todos”(p.20), a su vez, a partir de la 
32 
 
agenda 2030 se pretenden cumplir 10 metas educativas, las cuales están relacionadas 
con el derecho y acceso a la educación, calidad educativa proyectada, al 
emprendimiento ya a las competencias laborales del contexto, un enfoque inclusivo, 
erradicación del analfabetismo en los adultos, infraestructura y estímulos para la 
educación profesional. Según la guía de educación 2030 es un propósito de la nación 
fortalecer la Ciencia y la tecnología al beneficio de la sociedad. (Organización de las 
Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura, 2016). 
 
En el ámbito internacional, la imagen de la ciencia y la tecnología como producción 
social ha permitido la creación de programas y materias CTS en enseñanza secundaria 
y universitaria en diversos países; esto se evidencia en La Organización de Estados 
Iberoamericanos para la Educación en Ciencia y Cultura (OEI), fundada el 16 de 
noviembre de 1945 cuyo objetivo es contribuir a la paz y a la seguridad en el mundo 
mediante la educación, la ciencia, la cultura y las comunicaciones; quienes promueven 
la formación de docentes en estudios CTS a través de su campus virtual, cuya teniendo 
como finalidad mejorar las practicas pedagógicas que se han venido trabajando a través 
del tiempo; esto dentro del concepto que el conocimiento también evoluciona con el 
hombre, siendo necesario involucrar el contexto social al saber científico. 
 
A nivel nacional, las leyes y normas que soportan la presente investigación se encuentran 
dentro del marco de la estructura socio-política de nuestro país, donde en la Constitución 
Política se establecen los principios sobre el derecho a la educación; contemplados 
dentro de los fines de la educación: 
 
(…) en el artículo 5. La adquisición y generación de los conocimientos 
científicos y técnicos más avanzados, humanísticos, históricos, sociales, 
geográficos y estéticos, mediante la apropiación de hábitos intelectuales 
adecuados para el desarrollo del saber; 7. El acceso al conocimiento, la 
ciencia, la técnica y demás bienes y valores de la cultura, el fomento de la 
investigación y el estímulo a la creación artística en sus diferentes 
manifestaciones y 9. El desarrollo de la capacidad crítica, reflexiva y 
33 
 
analítica que fortalezca el avance científico y tecnológico nacional, 
orientado con prioridad al mejoramiento cultural y de la calidad de la vida 
de la población, a la participación en la búsqueda de estrategias de solución 
a los problemas y al progreso social y económico del país. Así mismo, con 
referencia a la formación de los educandos el capítulo I de la presente Ley 
establece que: “La educación debe favorecer el pleno desarrollo de la 
personalidad del educando, dar acceso ala cultura, al logro del conocimiento 
científico y técnico y a la formación de valores éticos, estéticos, morales, 
ciudadanos y religiosos, que le faciliten la realización de una actividad útil para el 
desarrollo socioeconómico del país (artículo 92) 
 
Con la reforma a la ley 29 de 1990, por la ley 1286 de 2009, el Congreso de la Republica 
transforma a Colciencias en el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación en 
Colombia, donde uno de sus objetivos específicos es “Fortalecer una cultura basada en 
la generación, la apropiación y la divulgación de conocimiento y la investigación 
científica, el desarrollo tecnológico, la innovación y el aprendizaje permanente”. (art. 2 
inciso 1). Así mismo, para garantizar la consolidación de una política de estado en 
ciencia, tecnología e innovación dentro de los establecimientos educativos se 
reglamenta “Promover la calidad de la educación formal y no formal, particularmente en 
la educación media, técnica y superior para estimular la participación y desarrollo de las 
nuevas generaciones de investigadores, emprendedores, desarrolladores tecnológicos e 
innovadores” (artículo 3 inciso 6); logrando así, su objetivo que es “Promover el 
desarrollo y la vinculación de la ciencia con sus componentes básicos y aplicados al 
desarrollo tecnológico innovador, asociados a la actualización y mejoramiento de la 
calidad de la educación formal y no formal” (capítulo II artículo 6). 
 
En la actualidad, la planeación del área de ciencias Naturales de sexto a noveno grado, 
se basa en los “Estándares Básicos de Competencias en Ciencias Sociales y Ciencias 
Naturales (EBCCSCN de aquí en adelante)” (MEN., 2006). 
 
Basado en los EBCCSCN, se puede observar que los contenidos curriculares incluyen 
el concepto de energía desde los primeros años de educación escolar. 
34 
 
 (Ver Figura 1) 
Figura 1. Estándares del Ministerio de Educación Nacional relacionados con el concepto 
de energía 
 
Fuente: El autor 
 
De acuerdo a los estándares básicos de las ciencias sociales y las ciencias naturales se 
puede argumentar que el concepto de energía es un elemento sintético, a la vez que 
fundamental en la comprensión y explicación de una gran multiplicidad de fenómenos 
que trascienden ámbitos como el social, económico, científico, tecnológico, entre otros. 
 
Entorno Fisico 
• De 1° a 3° Identifico situaciones en
las que ocurre transferencia de
energía térmica y realizo experiencias
para verificar el fenómeno.
• De 4° a 5° Describo y verifico el
efecto de la transferencia de energía
térmica en los cambios de estado de
algunas sustancias.
• De 6° a 7° Relaciono energía y
movimiento.
• De 8° a 9° Establezco relaciones
entre energía interna de un sistema
termodinámico, trabajo y
transferencia de energía térmica, y
las expreso matemáticamente.
Relaciono las diversas formas de
transferencia de energía térmica con
la formación de vientos. Explico el
principio de conservación de la
energía en ondas que cambian de
medio de propagación.
• De 10° a 11° Explico la obtención de
energía nuclear a partir de la
alteración de la estructura del átomo.
Establezco condiciones para
conservar la energía mecánica.
Explico la transformación de energía
mecánica en energía térmica.
Ciencia, Tecnología y 
Sociedad • De 4° a 5° Me ubico en el universo y
en la Tierra e identifico características
de la materia, fenómenos físicos y
manifestaciones de la energía en el
entorno. Identifico y describo
aparatos que generan energía
luminosa, térmica y mecánica
• De 6° a 7° Analizo el potencial de los
recursos naturales de mi entorno para
la obtención de energía e indico sus
posibles usos
• De 8° a 9° Explico condiciones de
cambio y conservación en diversos
sistemas, teniendo en cuenta
transferencia y transporte de energía
y su interacción con la materia.
Identifico aplicaciones comerciales e
industriales del transporte de energía
y de las interacciones de la materia
• De 10° a 11° Analizo el potencial de
los recursos naturales en la obtención
de energía para diferentes usos. •
Utilizo modelos biológicos, físicos y
químicos para explicar la
transformación y conservación de la
energía.
35 
 
Desde la misma perspectiva legal, el Ministerio de Educación Nacional (MEN) (Medina, 
2017) presentó los Derechos Básicos de Aprendizaje (DBA), los cuales son entendidos 
como un: “(…) un conjunto de aprendizajes estructurantes que han de aprender los 
estudiantes en cada uno de los grados de educación escolar, desde transición hasta 
once, y en las áreas de lenguaje, matemáticas en su segunda versión, ciencias sociales 
y ciencias naturales en su primera versión” (Medina, 2017:5). 
 
2.3 BASES TEÓRICAS 
 
Para justificar el desarrollo de este ejercicio de investigación es pertinente la revisión 
bibliográfica en la cual se encuentre sustentado el tema objeto de estudio relacionado 
con el desarrollo de competencias científicas sobre la enseñanza-aprendizaje de la 
Materia y la Energía con un enfoque CTS en el área de Ciencias Naturales. A 
continuación, se describirán las caracterizaciones más importantes de acuerdo con cada 
categoría de análisis. 
 
2.3.1 Modelo Pedagógico Constructivista. El uso la ciencia, la tecnología y la sociedad 
sugieren la implementación de un modelo pedagógico fuera de los enfoques 
tradicionales, los escenarios divergentes de la educación invitan a formular otro diseño. 
Dentro de la bibliografía pertinente para ese tema existen algunos enfoques en los que 
se basa y se justifica la incorporación y ejecución del enfoque CTS en el proceso 
enseñanza aprendizaje. El más predominante: El constructivista. 
 
De esta manera Emdin, (2012) señala que el constructivismo es uno de los enfoques 
más relevantes para llevar a cabo los procesos de enseñanza de las ciencias, la razón 
de ser de la ciencia y los contenido inmersos en los planes de estudio, resultan ineficaces 
en diversos contextos, quedando de lado el rol del estudiante sus necesidades y sus 
experiencias, por lo tanto el constructivismo le aporta a las ciencias ese sentido social, 
es valorización del contexto esas ideas previas y los conocimientos subjetivos de los 
estudiantes, su imaginación y creatividad cobra sentido. 
 
36 
 
Según (Díaz & Hernández, 2008) Citando a (Delval, 1997) Argumentan que el 
constructivismo surge como una corriente epistemológica, preocupada por discernir los 
problemas de la formación del conocimiento en el ser humano. Puesto que las teorías de 
aprendizaje hasta ese momento eran reducidas a la conducta o la instrucción y no a la 
construcción del conocimiento. Por otro lado, según (Soler, 2006) asegura que el 
constructivismo se centra en la reformulación de pensamientos y composición de nuevas 
ideas, a su vez hace énfasis en la influencia de los aprendizajes de acuerdo al contexto 
cultural del estudiante. En este sentido se afirma que “El constructivismo es una 
estrategia alternativa en la nueva concepción de la educación” (Díaz & Hernández, 2008 
p.87). 
 
Otro aporte sobre constructivismo enfocado en el aula es un libro escrito por un grupo de 
investigadores y entre ellos el más representativo Coll, et al., (1993) los autores plantean 
que aprender es construir, este proceso se da en el individuo cuando es capaz de crear 
un nuevo conocimiento desde una estructura cognitiva previa y desde la experiencia, por 
consiguiente, si se construye desde estos postulados, el estudiante estaría aprendiendo 
significativamente, proporcionando un conocimiento auténtico para sí mismo, lo que 
invitaría más adelante a tener estudiantes que se conviertan en profesionales críticos y 
autónomos. (Coll, et al., 1993; Porlán, 2002 & Adúriz-Bravo, 2001). 
 
En contraste, el principal autor de la teoría del “aprendizaje significativo” es Ausubel 
(1973,1976, 2002). El afirma que es el proceso por el cual se relaciona un nuevo 
conocimiento o información con la estructura cognitivadel que aprende de forma no 
arbitraria y sustantiva o no literal. Esa interacción con la estructura cognitiva no se 
produce considerándola como un todo, sino con aspectos relevantes presentes en la 
misma, que reciben el nombre de subsumidores o ideas de anclaje” (Ausubel, 1976, 
2002; Moreira, 1997). Es decir, él la define como un proceso en el cual se relacionan los 
nuevos conocimientos con las estructuras cognitivas previas, cabe señalar que las 
estructuras cognitivas para él son un sistema de conceptos referentes a un campo del 
conocimiento. 
 
37 
 
En la búsqueda de generar procesos de enseñanza-aprendizaje efectivos, es 
fundamental conocer las estructuras cognitivas de los estudiantes y cómo se organiza 
sistemáticamente. Las aportaciones de Ausubel, referentes a los procesos de enseñanza 
aprendizaje ofrecen el marco para el diseño y ejecución de estrategias pedagógicas 
provistas de herramientas metacognitivas que permiten conocer la organización de la 
estructura cognitiva de los agentes educativos, la teoría de Ausubel, (1976) rompe ciertos 
cánones conductistas como la tabula rasa. Además, el aprendizaje significativo es la vía 
por la cual las personas asimilan la cultura que les rodea. 
 
Ausubel, y sus colaboradores distinguen tres tipos de aprendizaje significativos: de 
representaciones, de conceptos y de proposiciones, el primero Consiste en la atribución 
de significados a determinados símbolos, esto ocurre cuando se igualan en significado 
símbolos arbitrarios con sus referentes, en el segundo los conceptos son definidos como: 
objetos eventos, situaciones o propiedades con atributos de criterios comunes y que se 
designan mediante algún símbolo o signos; y el tercer tipo de aprendizaje significativo es 
el aprendizaje de proposiciones, este tipo de aprendizaje supera la asimilación de lo que 
representan las palabras, combinadas o aisladas, puesto que exige captar el significado 
de las ideas expresadas en forma de proposiciones. (Ausubel, Novak & Hanesian 1978 
citado por Pozo, 1989). 
 
En complemento a esto, desde la perspectiva Vygostkiana, el proceso de 
enseñanza/aprendizaje debe conceptualizarse desde la internalización que realizan los 
estudiantes de los contenidos curriculares, lo cual por principio debe ser significativo, 
desde la experiencia de la práctica hacía la cognición en otras palabas de lo 
interpersonal a lo intrapersonal, en palabras de (Wertsch, 1985 citado por Pozo, 1989) 
“ciertos aspectos de la estructura de la actividad que se ha realizado en un plano externo 
pasan a ejecutarse en un plano interno” (p.78). Por consiguiente, para entender desde la 
perspectiva constructiva cómo se producen los procesos de aprendizaje en un grupo, es 
también necesario tener en cuanta como se constituye la interacción con el docente no 
solo en su metodología o didáctica sino en la interacción social con el estudiante y sus 
compañeros en ese procedimiento de enseñanza o reelaboración del conocimiento. 
38 
 
De tal forma que, que para (Vygotski retomado por Moll, 1993), las funciones psicológicas 
superiores son relaciones sociales internalizadas. En este sentido el desarrollo cultural 
aparece en dos planos simultáneamente en el plano social y psicológico, el sujeto de 
aprendizaje, no construye el conocimiento, de forma reduccionista como se menciona en 
el conductismo mediador entre el estímulo y la respuesta, como si la asimilación y la 
acomodación permitieran la internalización, por el contrario para (Vygotski retomado por 
Moll, 1993), Los mediadores son instrumentos que transforman la realidad en lugar de 
imitarla, en ese sentido existen dos clases de instrumentos mediadores, estos son los la 
herramienta y los signos, el primero de estos modifica el entorno materialmente, y el 
segundo hace parte de la cultura, de esta manera las la estrategia didáctica como 
mediadores del aprendizaje, se convierte en un macro sistema de signos que sirve como 
herramienta que interactúa con lo social y lo individual (Vygotski retomado por Moll, 
1993). 
 
Por consiguiente, el propósito de este apartado se concentra en la formulación 
epistemológica que permitirá comprender la importancia del enfoque CTS en los 
procesos de enseñanza – aprendizaje. 
 
2.3.2 Estrategia Didáctica Y Secuencia Didáctica. La estrategia didáctica corresponde a 
un conjunto de acciones planificadas que busca que los estudiantes construyan 
conocimientos, para ello la estrategia didáctica debe estructurarse detalladamente, 
formalizada y orientada a una meta específica. Su estructura general debe contener un 
método, técnica, estrategia de aprendizaje, por su parte, “la elaboración de una 
secuencia didáctica es una tarea importante para organizar situaciones de aprendizaje, 
que se desarrollarán en el trabajo de los estudiantes” (Díaz-Barriga, 2013, p. 1). Por 
tanto, la noción de secuencia didáctica surge como un proceso consecuente de la 
estrategia didáctica, su organización es sistemática y se desarrolla a partir de unas 
actividades que no se limitan trabajos rutinarios y monótonos sino a la realización de 
cosas más profundas que lo pueden llevar a aprendizajes significativos. 
 
39 
 
Por otro lado, la unidad didáctica es entendida como una unidad de trabajo vinculada al 
proceso de enseñanza-aprendizaje (Gallego & Salvador, 2010) es importante que en la 
ejecución de las actividades introducidas en la unidad didáctica, siempre se valoren las 
ideas previas de los estudiantes, estas ideas corresponden a experiencias cotidianas- en 
definitiva: 
 
La historia, epistemología y filosofía de la ciencia son un componente vital 
en la elaboración de unidades didácticas, permitiendo en estudiantes y 
maestros desarrollar un conjunto de habilidades o beneficios que llevan a 
la construcción de ciencia partiendo de la importancia de los hechos 
científicos del pasado, la interdisciplinaridad en los saberes y la búsqueda 
del aprendizaje significativo. (Álvarez, p. 127) 
 
2.3.3 Didáctica de las Ciencias Naturales. Al seguir siempre los mismos modelos en la 
enseñanza de la educación básica específicamente en el área de ciencias naturales, se 
evidencia que no se está generando un conocimiento significativo en los estudiantes 
siendo necesario realizar cambios en la enseñanza, los cuales deberán ser dirigidos 
por los docentes quienes deberán contar con una formación continua e innovadora en 
el mundo actual para satisfacer las necesidades de todos aquellos educandos que de 
algún modo han perdido el interés por las ciencias; seguramente por la ruptura entre el 
conocimiento formal impartido por el maestro y la información previa del estudiante 
quien al no encontrar ninguna relación de interés con el contexto actual los memoriza 
convirtiendo la enseñanza en una retórica sin importancia significativa para ningún ente. 
(Galagovsky, 2010) 
 
En la enseñanza de las ciencias naturales es indispensable conocer la diferencia entre 
conocimiento e información; el conocimiento, son los saberes que se encuentran en la 
mente de una persona (docente); y la información, son los conceptos, datos e imágenes 
que el individuo (estudiante) percibe del ambiente procesándolos y generalmente 
convirtiéndolos en conocimiento. Desafortunadamente en las aulas de clase este ciclo 
no se cumple debido al lenguaje técnico utilizado, siendo estas palabras desconocidas 
40 
 
por el estudiante al no ser utilizadas en la vida cotidiana; construyendo así modelos 
mentales muy diferentes a los que el docente cree formar en la mente de ellos. Esto 
evidencia que el conocimiento de un experto nunca se podrá transmitir exactamente a la 
mente del educando. (Galagovsky, 2004). Esta falencia se podría subsanar, si al tomar 
un modelo teórico de un saber especifico general para la comunidad, se enseña de forma 
tal que los estudiantes puedan comprender el funcionamiento del mundo naturalayudada por los docentes y los textos realizando una reconceptualización llevada paso 
a paso en el momento adecuado para cada problema en el aprendizaje. (Adúriz & Bravo, 
2010). 
 
Las Ciencias Naturales se pueden enseñar de diversas formas utilizando infinidad de 
recursos que se encuentran dentro y fuera del aula, siempre y cuando no se deje de 
lado el objetivo principal que es: la construcción del conocimiento científico; es por esto 
que los educandos pueden aprender jugando, pero no pueden construir conocimiento 
científico sin unas directrices apropiadas, sin otros pares y sin un docente que lidere 
de manera correcta las estrategias utilizadas en la apropiación del conocimiento. En este 
último punto, es donde se concentra la mayoría de las problemáticas de la enseñanza 
de las Ciencias Naturales, puesto que el docente desconoce la complejidad de la ciencia 
en sí misma (Martínez, Restrepo & Cardoso, 2018). 
 
En este mismo orden de ideas, es necesario que los docentes introduzcan aspectos 
sociológicos para desarrollar procesos de enseñanza aprendizaje, coherentes a las 
demandas actuales de las ciencias (Martínez, Restrepo y Cardoso, 2018). De esta 
manera, estas actividades deben despertar en el estudiante una motivación por 
aprender, siendo indispensable los acuerdos previos entre educando-docente; donde se 
establezcan temas de interés, se utilice un vocabulario adecuado, se le de relevancia a 
la importancia de dicho tema dentro de la sociedad y su funcionalidad en la vida cotidiana 
(Giudice-Galagovsky, 2010) 
 
Martínez, Restrepo y Cardoso, (2018) aseguran que la concepción de ciencia por parte 
de los docentes, es borrosa y poco asertiva a las necesidades reales de los contextos 
41 
 
diversos, por tanto, es fundamental enfocar el estudio de las ciencias desde una 
perspectiva holística, en tal caso que contenga elementos sociológicos y tecnológicos, 
innovadores y divergentes. Por consiguiente, es importante fundamentar un enfoque 
CTS, a continuación, se abordan los postulados fundamentales que recoge este 
paradigma científico. 
 
2.3.4 Enfoque Ciencia, Tecnología y Sociedad. El concepto de CTS que propone 
Quintero, (2010) citando a González, López; Martin y Osorio, et al., (1996) señala que la 
Ciencia y la Tecnología dentro de la educación no pueden considerarse como procesos 
independientes desligados del contexto social de estas, sino cómo la influencia de la 
sociedad sobre estos factores determinantes que conducen al cambio científico y 
tecnológico dentro de la comunidad, donde la inadecuada utilización de estas provocaría 
alteraciones en el contexto social y ambiental. Básicamente el enfoque CTS es el que 
permite comprender como la ciencia y la tecnología dentro de la sociedad son las que 
permiten el cambio favorable o desfavorablemente según su utilización dentro y fuera 
de la educación, mejorando o empeorando así su calidad de vida. 
 
Para López-Cerezo (2009) la cultura; involucra los valores morales, las creencias 
religiosas, los intereses, la economía, entre otros; convirtiéndose en el eje central del 
enfoque CTS debido a que sin ella la tecnología no podría ni conocería los intereses 
particulares de la sociedad y tanto la tecnología como la ciencia no desempeñarían un 
papel importante en los cambios de pensamiento o construcción de conocimiento que se 
pretende con este enfoque. En términos generales para López-Cerezo, el eje central del 
CTS es la cultura dentro de la cual la ciencia y la tecnología desempeñan un papel 
importante en la construcción de la sociedad. 
 
Acevedo, (2009) propone que el enfoque CTS además, de ser una nueva herramienta 
que el docente puede utilizar para estudiar e investigar los cambios que se deben 
presentar en la práctica docente dentro del aula comprendiendo la importancia de 
relacionar los desarrollos científicos, tecnológicos con los procesos sociales reales del 
estudiante; es también una propuesta educativa innovadora al presentar el 
42 
 
replanteamiento del currículo con una transversalidad que pretende además, de construir 
conocimiento, generar en el estudiante análisis e interrogantes capaces de responder 
en cuanto a cómo la ciencia y la tecnología ayudan o no al mejoramiento de la calidad 
de vida. 
 
Para lograr que la ciencia, la tecnología y la sociedad se constituyan como campo 
disciplinar dentro de la sociedad es necesario tomarlo desde tres puntos de vista: en la 
investigación, donde es necesaria una retroalimentación del papel tradicionalista de la 
academia sobre la ciencia y la tecnología para contextualizar dentro de la sociedad la 
actividad científico-tecnológica; la política, este enfoque permite que la sociedad tome 
una participación democrática en la toma de decisiones frente a las políticas científico-
tecnológicas que afecten o beneficien la comunidad; y desde la educación, se puede 
evidenciar en la creación de nuevas políticas educativas que favorecen las nuevas 
exigencias de formación académica dentro de la sociedad del conocimiento con la 
implementación de programas formativos de enseñanza secundaria y universitaria con 
este enfoque. (Pavón, 1998) 
 
Según estas apreciaciones, la educación de las ciencias naturales aplicando el enfoque 
Ciencia, Tecnología y Sociedad tendría una incidencia notoria en la construcción de 
saberes, debido a que los temas estarían siempre abordados desde el contexto social 
del estudiante, de sus intereses y su cultura; además, de la constante innovación del 
docente lo cual permite focalizar la atención en las actividades realizadas despertando 
en los estudiantes las competencias científicas actuando frente a situaciones problemas 
que pueden ser abarcadas desde la ciencia o la tecnología teniendo presente su historia 
y su filosofía, dando solución a estas situaciones dependiendo dentro del contexto 
donde se encuentre y aplicando los conocimientos adquiridos en cualquier momento de 
su vida. 
 
43 
 
2.3.4.1 Historia del enfoque CTS en Europa y Estados Unidos. Nace en los años 60 y 
70 en Europa y Estados Unidos a partir de la formación de diversos grupos de protestas 
en contra de las políticas sociales culturales y educativas que se encontraban 
influenciadas notoriamente bajo el positivismo, lo que condujo a que se empezaran a 
generar cambios en la concepción de la ciencia y la tecnología debido a que inicialmente 
su relación era solamente la producción optima de acumulación de conocimientos 
olvidándose de la sociedad, pues es quien interrumpe dicho proceso. Las nuevas 
corrientes de esta época centradas en la sensibilidad social de esta época son las 
precursoras de los cambios en las concepciones en ciencia y tecnología acompañadas 
de ideales filosóficas y sociológicas de la época quienes comprendieron que para que la 
ciencia y la tecnología funcionen dentro de una sociedad, estas deben estar relacionadas 
con su cultura y necesidades (Quintero, 2010). 
 
Inicialmente, el movimiento CTS estaba encaminado a fortalecer y mejorar la dimensión 
social de la ciencia y la tecnología enfocándose únicamente en las de Ciencias Sociales; 
es por esto que a pesar que tanto en Europa como en Estados Unidos se empezara a 
trabajar con el este enfoque al mismo tiempo, en Europa se basó en la sociología clásica 
del conocimiento generando corrientes clásicas del conocimiento como el 
constructivismo social de H. Collins, la teoría de red de actores de Latour entre otros. 
Mientras que en Estados unidos este enfoque se centró en las consecuencias sociales y 
ambientales provocadas por la tecnología, sin tener en cuenta sus antecedentes 
sociales; basándose en el proceso de enseñanza y reflexión política y un carácter 
revolucionario; los autores que inician este movimiento en EEUU son R. Carson con el 
movimiento pragmatista y E. Schumacher con la obra de activistas ambientales y 
sociales (González,