METAS DE LOS PROFESORES Y ESTUDIANTES EN EL LABORATORIO DE PREGRADO

October 11, 2018

 

INTRODUCCIÓN

 

Rol de laboratorio

 

El laboratorio de nivel universitario ha recibido un especial rol en el plan de estudios de ciencias en todo el mundo. Podría ser raro tener un curso de ciencias, como es el caso de química general, sin un laboratorio asociado. Sin embargo, numerosos análisis de investigación sobre laboratorios han puesto en tela de juicio el impacto del laboratorio en el aprendizaje de los estudiantes.  Pueden haberse argumentado quizás preguntas erróneas dada la naturaleza única del ambiente de laboratorio.

 

Para abordar el tema se ha llevado a cabo en el 2005 una investigación con nuestros colaboradores sobre la trayectoria de la investigación que nos ayudaría a entender los objetivos o metas que tienen los profesores y estudiantes en el laboratorio. El objetivo final ha sido describir la correspondencia entre los dos y dar forma y guiar el plan de estudios de modo que se brinde una mejor correspondencia.

 

Foto: flickr.com

 

METAS DE LA FACULTAD PARA EL LABORATORIO

 

Hemos realizado estudios cualitativos y cuantitativos para construir el entendimiento de los objetivos de la facultad de química de pregrado en todo el plan de estudios. Nuestros resultados indican que los profesores tienen dos objetivos generales para el plan de estudios de química. Ellos quieren que los estudiantes aprendan técnicas prácticas (y sepan cuando es apropiado usarlas) y mejorar sus habilidades de pensamiento crítico. Estos dos objetivos cambian ligeramente a medida que el estudiante avanza en su plan curricular. Por ejemplo, en un nivel de química general los estudiantes pueden usar balanzas, cristalería, planchas y espectrofotómetros. El objetivo en este caso podría ser que los estudiantes usen estos dispositivos e instrumentos con seguridad y precisión. Durante los dos últimos años del programa en química, se podría tener estudiantes preparando muestras para el análisis con una variedad de instrumentos incluyendo un RMN, FTIR, ICP-MS, HPLC o CG-MS. En todos los casos, los profesores desean que los estudiantes sepan cómo preparar muestras, como crear una curva de calibración a fin de determinar la concentración desconocida y/o como usar correctamente el instrumento. También, esperarían que los estudiantes aprendan a interpretar datos para obtener información química y física sobre el sistema que se investiga, demostrando así que el estudiante entiende que tipo de datos se pueden obtener de los instrumentos. Estos objetivos se conectan finalmente con el pensamiento crítico a medida que los datos son analizados e interpretados con el fin de probar una hipótesis o responder alguna pregunta.

 

También, se realizó una encuesta a los profesores de química en Estados Unidos (US) que están involucrados en la enseñanza de los laboratorios de pregrado. Se analizaron los datos de tal manera que pudiéramos determinar donde existían diferencias significativas de los objetivos en relación con los cursos en el plan de estudios de pregrado. Lo que descubrimos arroja luces sobre qué objetivos se enfatizan en el plan de estudios.

 

En química general hay menos énfasis sobre los estudiantes que se preparan en la investigación de pregrado que para los estudiantes que llevan el curso como experiencia dentro del plan de estudios que siguen. Este resultado tiene sentido en el contexto de cursos de química en los US que tienen una variedad de especialistas (ingenieros, científicos, especialistas de agricultura, negocios, enfermeros, maestros, etc.). Por lo general, los estudiantes llevan química general en su primer año. Así, el curso intenta alcanzar los resultados de aprendizaje para una mezcla de estudiantes quienes tienen una variedad de especializaciones. Estos cursos tienden a tener, por lo general, mayor cantidad de matrículas que los cursos que continúan en el plan de estudios. Solo un pequeño porcentaje de estudiantes matriculados llegan a ser especialistas en ciencias o profesionales en química. Así, preparar a todos los estudiantes de pregrado en experiencias de investigación no está fuertemente acentuado en relación con los cursos posteriores en el plan de estudios. También, los requerimientos, en términos de equipos, para llevar a cabo las experiencias en cursos de gran número de matrículas puede hacer los objetivos del curso poco prácticos.

 

Nuestro análisis revela que la facultad que enseña laboratorio de química general pone mucho menos énfasis en el plan de estudios el tema de la comunicación de la ciencia y el mantenimiento de un laboratorio. En los US, los estudiantes frecuentemente trabajan en grupos en química general completando un reporte de laboratorio grupal en lugar de individual. El plan de estudios incluye reportes de laboratorio con tablas y preguntas que direccionan a los estudiantes al análisis e interpretación restando énfasis a la escritura.

 

El error de análisis e incertidumbre en las mediciones es significativamente menor en química orgánica que en otros cursos en el plan de estudios. Esto puede ser debido a la naturaleza de los cursos de orgánica, los cuales, enfatizan el aprendizaje de técnicas y caracterizaciones físicas de los materiales. Los datos de la encuesta también revelaron que el trabajo en grupo y habilidades comunicativas son significativamente menos desarrolladas que en química analítica y cursos de fisicoquímica.

 

Con los resultados de esta investigación se generó una evidencia basada en el entendimiento de las metas de la facultad en el plan de estudios de química de pregrado. Así, nuestro objetivo de estudio son las metas de investigación de los estudiantes de pregrado en el laboratorio de química.

 

METAS DE LOS ESTUDIANTES EN EL LABORATORIO

 

Nuestra investigación indica que, en todo el plan de estudios, los alumnos desean terminar el laboratorio lo más pronto posible con las mejores calificaciones. Los profesores prefieren creer que los estudiantes de química tienen metas diferentes a la de los estudiantes que solamente cursan química general, que desean terminar el laboratorio rápidamente con puntajes altos y que de hecho lo hacen. Nuestra investigación revela que, los estudiantes que trabajan en grupos dividen rutinariamente la carga de trabajo para terminarla rápidamente. Hemos observado repetidamente que este comportamiento genera que los estudiantes en cursos avanzados no aprendan el manejo de habilidades prácticas con los equipos.

 

Adicionalmente, hemos encontrado evidencia que algunos estudiantes en cursos avanzados no ven el laboratorio como un lugar para aplicar habilidades de pensamiento crítico, conceptos integrados o desarrollar conocimientos conceptuales. Mas bien, los estudiantes se enfocan en colectar datos y abandonar el laboratorio lo más pronto posible. Ellos planean analizar e interpretar los datos después del laboratorio y aplicar los conocimientos de química en ese tiempo.

 

CORRESPONDENCIA ENTRE LAS METAS Y RECOMENDACIONES PARA LA ENSEÑANZA

 

Basado en los hallazgos de la investigación, se concluye que, los objetivos de los profesores y estudiantes en el laboratorio no están alineados y este podría ser la razón del por qué estudios previos revelaron el impacto limitado del laboratorio para estudiantes de intercambio. Los estudiantes tienden a preferir metas no recomendadas, como el deseo de terminar prontamente con la nota más alta posible anulando las metas relacionadas a resultados cognitivos.

 

Si el plan de estudios hiciera hincapié en establecer objetivos para los estudiantes en el laboratorio monitoreando, haciendo que las actividades de reflexión fueran parte de las actividades del post-laboratorio, se podría direccionar a través de la auto regulación del aprendizaje algunos de los desalineamientos.

 

Cuando se trabaja en grupos, los estudiantes asignan a una o quizás dos personas el manejo de los equipos y la toma de mediciones mientras que los otros estudiantes registran los datos y comienzan con el análisis de estos. Así, el desarrollo de las habilidades prácticas y el pensamiento crítico no es uniforme en el grupo. Se encontró que, haciendo que los estudiantes trabajen individualmente o dirigirlos para asignar roles en el laboratorio se trabaja esta disparidad.

 

Se ha implementado el “credencial digital” (CD) como un método para asegurar de que todos los estudiantes aprendan habilidades prácticas como las de usar correctamente una pipeta, leer una bureta o preparar una solución en una fiola. Un CD tiene datos específicos adjuntos como un video creado por el estudiante que sirve como evidencia del dominio de una actividad específica. Un CD puede ser creado online con tareas específicas que el estudiante debe completar ordenadamente para demostrar el dominio de una habilidad o evidenciar logros.

 

Galloway y Bretz realizaron un trabajo innovador con estudiantes de química general y química orgánica a través de una encuesta que desarrollaron para medir las inclinaciones del estudiante hacia el aprendizaje significativo en el laboratorio. Los hallazgos de un estudio nacional apuntan hacia el énfasis en el desarrollo de un “autoconcepto positivo como estudiante de química”. Su trabajo recalca la importancia de permitir que los estudiantes tomen decisiones en el laboratorio ya sea sobre el diseño experimental, análisis, interpretación o comunicación.

 

CONCLUSIONES

 

Nuestra investigación ha establecido un desalineamiento entre las metas del estudiante y profesores en el laboratorio. Esto conduce a que los objetivos de los profesores para con los estudiantes de aprender habilidades prácticas y desarrollar el pensamiento crítico queden frustrados. Para abordar este problema, nuestra investigación y la del grupo Bretz sugiere alterar el plan de estudios con actividades como la del uso de los credenciales digitales involucrando a los estudiantes que resultaría en un mejor alineamiento de objetivos.

 

 

Artículo Original:

 

Marcy H. Towns (Purdue University, Department of Chemistry, 560 Oval Drive, West Lafayette, IN, USA, 47907). Quim. Nova, Vol. 40, No. 4, 454-455, 2017

 

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