PAAKAT: Revista de Tecnología y Sociedad

La comprensión de la ciencia y de la tecnología es importante no solo para quienes se dedican a ella, sino para cualquier ciudadano que desee tomar decisiones informadas relacionadas con diversos temas. En lo personal, entender estos temas puede significar la elección por llevar una vida saludable, y en lo colectivo, conducir a emitir un juicio y actuar respecto a consecuencias de temáticas que conciernen a todos, como el calentamiento global.

La educación científica en la escuela primaria y secundaria debe garantizar que los alumnos egresen con una comprensión sobre problemáticas relacionadas con la ciencia y tecnología para que tomen una postura activa en su entorno. Por ello, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE, 2016) resalta la importancia de diseñar los planes de estudio, teniendo la comprensión de la ciencia como elemento central de la educación de los jóvenes.

De manera análoga, dentro de los Planes de estudios de Primaria en México se menciona que la asignatura de Ciencias Naturales busca fomentar la formación científica y el desarrollo de habilidades y actitudes hacia la ciencia a través de cuatro categorías: conocimiento científico, aplicaciones del conocimiento científico y de la tecnología, habilidades asociadas a la ciencia, y actitudes asociadas a la ciencia (Secretaría de Educación Pública, SEP, 2011, p. 88). Para los fines del presente proyecto se dio énfasis a la primera y cuarta categoría. En los estándares del perfil de egreso se busca que los estudiantes: adquieran un vocabulario básico para que paulatinamente empleen un lenguaje científico; desarrollen la capacidad de interpretación y representación de procesos y fenómenos en la naturaleza; relacionen el conocimiento científico de una manera transdisciplinar; y apliquen lo aprendido en diversos contextos sociales y ambientales.

De manera similar, el Ministerio de Educación en Perú (2009) señala que el aprendizaje en el área de Ciencia y Ambiente en educación primaria tiene como finalidad el desarrollo de actitudes, competencias, conocimientos y capacidades por medio de actividades indagatorias y vivenciales. La instrucción de los alumnos inicia alrededor de su contexto natural y sociocultural y se expande a la sociedad del conocimiento por medio de la reflexión y acción, que los prepara para enfrentar los nuevos retos de la actualidad y el futuro.

Koballa (1988) explica que existe relación entre las actitudes positivas que un alumno experimenta hacia las lecciones de ciencia y el desarrollo de habilidades científicas. Así, la competencia en la ciencia implica no solo conocimientos, sino también actitudes (OECD, 2016). La actitud puede ser percibida como un constructo complejo que alberga subconstructos, entre los que destaca el interés, el gusto, la motivación y la dificultad percibida (Murphy et al., 2006). Simpson y Oliver (1990) hacen notar que la actitud define las tendencias emocionales en respuesta a asuntos, personas, lugares, eventos o ideas.

Considerando esto, Pozo y Gómez (2009) plantean la importancia de favorecer las actitudes de los estudiantes dentro de la educación científica. Algunos docentes que imparten la asignatura de ciencias no consideran que la educación en actitudes sea relevante; en estos casos, se observa que dan mayor importancia a la base conceptual y no a las actitudes, que son las que conducen a la generación de curiosidad e interés, lo que merma el desarrollo de actitudes relacionadas al conocimiento científico. Para efectos del presente proyecto, se consideró que una actitud de los estudiantes hacia la ciencia implica el gusto por las clases de ciencia, una inclinación al estudio de carreras científicas y una motivación personal por indagar temáticas específicas de ciencia (Gutiérrez, 1998).

Por otra parte, cabe señalar la importancia de desarrollar estándares de habilidades digitales en los alumnos (SEP, 2011), respecto al uso de medios, herramientas y entornos digitales para expresar ideas y datos, interactuar con otras personas y resolver problemas en su entorno. Estos estándares se subdividen en los siguientes campos: creatividad e innovación; comunicación y colaboración; investigación y manejo de información; pensamiento crítico; solución de problemas y toma de decisiones; ciudadanía digital y funcionamiento; y conceptos de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) (SEP, 2011).

Para el presente proyecto se diseñó un curso-taller para alumnos de cuarto y quinto grado de primaria en la plataforma de Google Classroom, donde se propuso utilizar la tecnología emergente de la realidad virtual (RV) y realidad aumentada (RA) mediante aplicaciones como Chromville, Quiver, Merge explorer y Expediciones para acceder a los contenidos en la asignatura de Ciencias Naturales por medio de gafas de realidad virtual, un cubo de realidad aumentada, plantillas de dibujo, teléfonos inteligentes y tabletas. De tal forma, se logró que los alumnos pudiesen explorar el interior de un volcán, manipular un ecosistema, observar la parte interna de los pulmones en tercera dimensión, entre otras actividades.

Los diversos programas que ha establecido en México la Secretaría de Educación Pública para la mejora de infraestructura, equipamiento y materiales en las escuelas han sido inadecuados o insuficientes; esta situación ha llevado a que los profesores que desean incorporar las nuevas tecnologías terminen comprando con sus propios ingresos los materiales requeridos (Flores, 2012). Hasta la fecha no se ha cumplido con el apoyo prometido al docente a través de capacitaciones o equipamientos dignos en cuanto software y hardware, tampoco se ha otorgado a cada estudiante una computadora o laptop con acceso al internet.

De los últimos intentos fallidos por intentar incorporar la tecnología educativa en el ámbito educativo en educación básica se encuentra Enciclomedia, un sistema de educación en línea presentado en 2003. Pocos años más tarde, en 2008, la Auditoría Superior de la Federación (2010) aseguró que no se pudo demostrar la mejora en la calidad educativa con este programa, además de que se identificaron irregularidades en el manejo del presupuesto destinado a este. Esta situación fue reiterativa en los programas que le siguieron: micompu.mx y @prende, los cuales no superaron las pruebas piloto y solo se implementaron con unas muestras reducidas de la población escolar.

Uno de los últimos programas de tecnología educativa implementados por el gobierno fue @prende 2.0 en 2016, este tiene el objetivo de promover la inclusión digital, el desarrollo de habilidades digitales y el pensamiento computacional de los niños para que puedan incursionar en la sociedad productiva que demanda el siglo XXI. En este nuevo programa se contemplan seis componentes: formación docente en TIC; iniciativas estratégicas que fomenten la inclusión y el desarrollo de habilidades digitales y el pensamiento computacional; equipamiento; recursos educativos digitales; diferentes modelos de conectividad, y estrategias de monitoreo y evaluación (SEP, 2016).

Para que un plan educativo influya en la sociedad, en primer lugar, debe de contar con la aceptación de la autoridad política, después ha de ser adoptado por la burocracia, y como tercer paso necesita la aprobación del proceso de planeación por la sociedad en general (Castrejón, 1973). A estos valdría agregar un paso: el análisis y validación por parte de peritos en el área de educación, pues precisamente de ahí derivan muchos de los problemas que aluden a la diferencia que existe entre el contexto educativo conocido superficialmente por los políticos y la realidad educativa vivida a diario por los docentes frente a grupo.

Se observó que los estudiantes de primaria tienen ciertas actitudes apáticas y negativas en torno a la ciencia. Ante esta problemática, se optó por realizar un curso-taller de ciencias naturales para alumnos de cuarto y quinto grado de primaria durante el ciclo escolar 2020-2021 con el objetivo de utilizar las tecnologías de RV y RA como canal que fomente el gusto en la materia. Esto siguiendo la propuesta de adecuar la enseñanza a la nueva sociedad de la información y adoptarla a los estudiantes nativos digitales, con el fin de aportar a la renovación de la cultura educativa. Este proyecto se considera innovador porque en México son escasas las investigaciones sobre los efectos educativos de usar RV o RA, sobre todo en estudiantes de nivel primaria.

El curso-taller se aplicó entre los meses de noviembre y diciembre de 2020 y era complementario a las clases regulares. Abarcó 21 sesiones de una hora, cada una acompañada de videos instruccionales de una duración máxima de cinco minutos. Se retomaron los temas del sistema solar, los sistemas y funciones del cuerpo, los estados físicos de la materia, el ciclo del agua, las cadenas alimentarias, la nutrición en plantas y los volcanes. El taller se diseñó en Google Classroom, plataforma con la que los alumnos estaban familiarizados pues llevaban un año trabajando en línea debido a la pandemia por covid-19; esto permitió que los participantes realizaran las actividades desde su propia casa, en el horario de su elección.

Los videos y materiales instruccionales fueron creados con los programas de Powtoons y presentaciones Google, mientras que las aplicaciones empleadas para acceder al contenido de RV y RA fueron las de Chromville, Quiver, Merge explorer y Expediciones. Asimismo, se utilizaron dispositivos móviles (tableta y celular inteligente) mediante los cuales se accedieron a aplicaciones que permitieron visualizar contenido en forma de RV (la inmersión en un mundo virtual con el apoyo de gafas de RV) y RA (se utiliza el entorno físico en tiempo real al que se le añaden elementos virtuales).

La hipótesis del proyecto fue identificar si los alumnos que participaron en el curso-taller “Ciencia Digital” muestran un mayor gusto por la ciencia que el grupo control. Para analizar si la tecnología emergente empleada cambia la actitud hacia la ciencia se optó por analizar el componente afectivo, considerado por algunos autores como el de mayor relevancia al momento de evaluar positiva o negativamente un objeto o persona (Marín, 1990).

Sobre esta línea, Vázquez y Manassero (2008) identificaron que existe un declive de actitudes positivas hacia la ciencia a medida que avanzan en los niveles educativos; por ello se consideró relevante establecer una intervención educativa con estrategias didácticas que incorporen la RV y RA para despertar y aumentar el gusto por la ciencia.

Para el proyecto, se decidió tener un grupo control y otro experimental. El primero llevó el curso-taller de manera extracurricular, mientras que el segundo continuó con sus clases regulares en línea; a ambos grupos se le aplicó una preprueba y una posprueba para contrastar los resultados con el objetivo de identificar las similitudes o diferencias en la actitud hacia la ciencia que mostraran los participantes de cada grupo.

De la misma forma, tras la intervención también se diseñó y aplicó un instrumento de evaluación de corte cualitativo donde se pidió la opinión de los participantes sobre el desarrollo metodológico del proyecto, además de que se preguntó sobre el contenido del curso-taller, la didáctica empleada, las aplicaciones usadas y comentarios generales al experimentar el curso-taller. Las respuestas fueron categorizadas y se abordaron de acuerdo con la temática y la frecuencia de las palabras empleadas.

Con ello se buscó que la realidad educativa analizada no se limitara a técnicas cuantitativas, como cuestionarios y escalas de valoración (preprueba y posprueba), también se considerara el punto de vista y la experiencia de los alumnos, docentes y padres de familia, al igual que la perspectiva del investigador para reconstruir los diversos puntos de vista de la realidad educativa en la que se encontró inmerso. De tal forma, la intervención se complementó con datos de tipo cualitativo, como entrevistas y un grupo de discusión.

En un primer momento se presenta un análisis descriptivo acompañado de gráficos y tablas que incluyen los resultados de los reactivos que presentan mayor diferencia significativa entra la preprueba y la posprueba (reactivo 1, 3 y 9); posteriormente, se expondrán las comparativas pareadas de la prueba T de la preprueba-posprueba de ambos grupos. En la tabla 2 se muestra el reactivo 1) ¿Te gusta la ciencia? La respuesta Siempre incrementó de 37.5% en el preprueba a 50% en el posprueba en el grupo experimental; en contraste, en el grupo control disminuyó de 18.8% a 12.5% (ver gráfica 1).

Gráfica 1 Fuente: elaboración propia.

Tabla 2

En el reactivo 3) ¿Se te hace divertida la ciencia?, aumentó la respuesta Siempre en el grupo experimental, pasando de 37.5% a 43.8%. En cambio, en el grupo control bajaron de 31.3% a 6.3% las respuestas de Siempre, pero incrementó quienes señalaron Muy pocas veces, de 6.3% a 25% (ver tabla 3 y gráfica 2).

Tabla 3

Gráfica 2 Fuente: elaboración propia.

Por su parte, en el reactivo 9) ¿Te gustaría ser científico cuando seas grande? se identificó que los alumnos del grupo experimental tuvieron un cambio de opinión respecto a la carrera que les gustaría estudiar. En un inicio, 37.5% de los estudiantes señalaron no tener interés por este campo, pero en la posprueba esta respuesta solo la dio un 12.5%.

Asimismo, 18.8% había contestado en la preprueba que probablemente les gustaría ser científicos, número que incrementó a 56.3% en la posprueba. En tanto al grupo control, se mantuvo el porcentaje de los alumnos que señalaron que no tener interés (25.0%), y los que indicaron un Probablemente pasaron de 31.3% a 18.8% (ver tabla 4 y gráfica 3).

Tabla 4

Gráfica 3 Fuente: elaboración propia.

A continuación, se muestran los promedios por reactivo entre el grupo experimental y el control (ver tabla 5). Se identifica que ambos se comportan de manera similar en la preprueba, ya que las respuestas en todos los reactivos tienen una tendencia parecida.

Para saber si estos promedios son estadísticamente significativos se usó la Prueba T, ningún reactivo puntuó menor a 0.50, es decir, los promedios de respuesta por pregunta son similares entre los grupos en la preprueba. Por otra parte, en la posprueba existe un cambio entre los grupos en las preguntas 1) ¿Te gusta la ciencia? y 3) ¿Se te hace divertida la ciencia?

Tabla 5

El segundo nivel de análisis lo conforman las comparativas de la prueba T. Primeramente se identifica que entre la preprueba y la posprueba del grupo experimental (ver tabla 6) la única pregunta que mostró una significación menor a .05,9) ¿Te gustaría ser científico cuando seas grande? En otras palabras, los alumnos tuvieron un cambio de opinión respecto a la carrera que quisieran tener.

Tabla 6

En el análisis estadístico del grupo control, destaca que no se encontraron diferencias entre la preprueba y la posprueba, excepto en el reactivo 8, que se ubica en el límite estadístico (0.048), lo cual se atribuye a un error muestral (ver tabla 7). Empero, en líneas generales, no se perciben diferencias entre las respuestas brindadas en los dos momentos de aplicación del instrumento.

Tabla 7

Al comparar las respuestas entre el grupo control y experimental para medir las actitudes hacia la ciencia, se observa que el grupo control no presenta cambios significativos, mientras que el grupo experimental sí. En específico, en la prueba T de muestras pareadas existe una diferencia en la posprueba entre el grupo control y el experimental, ya que los alumnos del grupo experimental que participaron en el curso-taller mostraron un incremento en su deseo por ser científicos al ser grandes, en otras palabras, se advierte un cambio de opinión en la posible carrera que desearían estudiar.

También se encontró un incremento en el gusto y diversión hacia la ciencia por parte de los estudiantes que participaron en el proyecto. Al respecto, se rescatan algunos de los comentarios de los alumnos y padres en las evidencias de las sesiones:

Es importante recordar que autores como Murphy et al. (2006) contemplan a la actitud como un constructo que abarca el interés, el gusto y la motivación. Por su parte, una respuesta evaluativa expresa un gusto o disgusto (Fiske et al., 1998) hacia algo o alguien; así, la diversión puede ser considerada como una actitud de aceptación. Por ello, López (2010) concluye que, si se estimula el gusto e interés por la ciencia desde pequeños, no solo verán a esta como algo divertido y útil, también otorgarán un significado real y directo en su vida.

Asimismo, en el documento se estableció la siguiente hipótesis: los alumnos que participaron en el curso-taller mostrarán un mayor gusto por la ciencia. Para analizar las similitudes o diferencias en la actitud hacia la ciencia que mostraran los participantes de cada grupo se retomaron los análisis estadísticos. En el caso de los reactivos 1, 3 y 9, se observa que la actitud hacia la ciencia de los alumnos no es igual para los dos grupos entre la preprueba y la posprueba. Eso quiere decir que los aspectos referidos al gusto y diversión por la ciencia, así como el interés por estudiar una carrera científica, son distintos entre el grupo control y el experimental posterior a la intervención educativa.

En la evaluación del curso-taller Ciencia Digital destaca un sentido positivo y de gratitud frente a las actividades y aplicaciones que conformaron la intervención educativa. Los alumnos señalan que aprendieron no solo sobre contenidos científicos, sino también sobre el uso de la tecnología. Esto confirma lo planteado por Shreesha y Sanjay (2018): la tecnología digital favorece el proceso de enseñanza-aprendizaje, debido a que las TIC apoyan en el refinamiento de la búsqueda de información, la autonomía escolar, la autodisciplina y la motivación para estudiar. A esto, Blázquez (2017) añade que la tecnología emergente incita a construir el conocimiento por medio del descubrimiento y el aprendizaje activo, además contribuye al desarrollo de destrezas tecnológicas.

Las actividades realizadas en el curso-taller generaron curiosidad por conocer cómo funciona el cuerpo humano, los seres vivos, el mundo y el universo. Se mostró una actitud positiva hacia la ciencia y la experimentación con simulaciones a partir del uso de plantillas tridimensionales, gafas de RV y un cubo holográfico. Los alumnos experimentaron con elementos con los que difícilmente podrían haber interactuado de forma directa e inmediata, como visitar un volcán o ver los pulmones desde su interior. Esta experiencia modificó las actitudes hacia el estudio de la ciencia, como se mostró en los resultados de la posprueba, ya que más alumnos optan por inclinaciones e intereses vocacionales hacia la ciencia.

Es necesario recalcar que estos datos representan las percepciones de los estudiantes inmediatamente después de terminar el curso-taller, por lo que no se puede asegurar si estas actitudes positivas se mantendrán constantes con el tiempo. Además, como ocurre con cualquier dato recopilado en el contexto de un grupo focal, algunos participantes parecen haber sido influenciados por las actitudes expresadas en los comentarios de otros compañeros o por el deseo de complacer al investigador.

El proyecto de intervención descrito puso en marcha un taller basado en la RV y RA, donde se desarrolló un instrumento para evaluar la actitud de los participantes hacia la ciencia y otro para evaluar el proyecto mismo. Los resultados mostraron que esta propuesta es útil para mejorar la actitud de estudiantes hacia la ciencia. El desinterés por la ciencia en los jóvenes es un tema relevante ya que los alumnos paulatinamente dejan de mostrar una actitud exploratoria y de curiosidad por la ciencia a medida que avanzan en sus estudios (Trujillo, 2001), esto se refleja también en la baja cantidad de individuos que optan por una carrera en ciencias (Adúriz et al., 2011).

Esta situación es aún más marcada entre las mujeres, ya que estudios revelan que las niñas desde pequeñas no suelen mostrar interés en el campo de las ciencias, tecnología, ingenierías y matemáticas (SEP y OCDE, 2018; Montenegro et al., 2018), suelen obtener calificaciones más bajas en la asignatura de matemáticas en la prueba PISA (SEP, 2017) y son pocas las que optan por una carrera en la ciencia, pues solo representan 28% de todos los investigadores en el mundo (UNESCO, 2019; INEGI, 2013). Por ello, sería recomendable una línea de investigación futura que profundizara la manera particular en que los hombres y las mujeres perciben la ciencia.

Puede concluirse que los dispositivos móviles son una herramienta importante para lograr que los alumnos desarrollen actitudes favorables hacia la ciencia, como el gusto y diversión (p < 0.05), construyan el conocimiento científico empleando la tecnología y en general se apropien de una cultura científica al experimentar, manipular e interactuar con la ciencia en un contexto digital. En síntesis, contemplando los resultados cuantitativos-cualitativos y aludiendo al objetivo del estudio, se determina que el uso de las tecnologías de RV y RA fomenta las actitudes hacia la ciencia en estudiantes de educación primaria. Para finalizar, sería relevante que estudios posteriores realizaran la intervención educativa con una muestra más amplia.