En este sentido, en el trabajo titulado “Aprendizaje Basado en Problemas como estrategia de alfabetización en la enseñanza de una química sostenible” tiene como objetivo mostrar la química como una alternativa que permita avances importantes en materia de Desarrollo Sostenible (DS), para ello se utiliza como estrategia el ABP (Aprendizaje Basado en Problemas) como parte del engranaje necesario que permitan vincular los contenidos abstractos de la química con los componentes sociales, ambientales y económicos que rezan en la perspectiva del DS.
De allí la importancia de presentar los siguientes apartados del trabajo que se está desarrollando:
Introducción
La degradación de la capa de ozono, el sobrecalentamiento global, el deterioro de los casquetes polares, entre otras problemáticas ambientales, son productos de la explotación irracional de los recursos de la naturaleza y el poco respeto por la biodiversidad, estos cambio negativos que afecta el sistema de regulación planetario, son directamente proporcionales al desarrollo continuo de la humanidad, además, se presentan situaciones problemáticas consecuencia de la interacción entre grupos sociales y la naturaleza los cuales se denominan problemas de índoles económicos y sociales.
Estas situaciones, han ocasionado transformaciones radicales en lo estético, tecnológico, cultural económico y social, llevando a los miembro de la sociedad a condicionar su funcionamiento, percepción y actitud hacia la convivencia equilibrada hombre-naturaleza.
En este sentido, la colectividad en general, preocupada por estos sucesos, ha buscado opciones que permitan la preservación y cuidado ambiental. Una de las más discutidas es el Desarrollo Sostenible, entendido como un proceso de desarrollo sostenido y equitativo de la calidad de vida, fundado en medidas apropiadas de conservación y protección de los ecosistemas, de manera de no comprometer las expectativas de las generaciones futuras (UNESCO/UNEP, 1987).
Bajo esta concepción el Desarrollo Sostenible, no es un estado de armonía fijo, por el contrario es un proceso de cambio donde el aprovechamiento de los recursos y la distribución de los progresos científicos y tecnológicos deben respetar las necesidades de la presente sociedad, así como también las necesidades de las generaciones futuras, manteniendo la visión de un crecimiento económico consustanciado con el bienestar social y ambiental.
De acuerdo con lo anterior, se acordó promover un programa educativo internacional de educación interdisciplinaria relativo al medio ambiente, donde se maneja la necesidad de incluir la Educación Ambiental en los currículos de educación como eje transversal, que permita la transmisión de los conocimientos, la toma de conciencia de lo que significa intervenir o actuar sobre el medio y el desarrollo de estrategias de acción para alcanzar una vida más equilibrada en lo social, económico y ambiental. (Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Humano, 1972).
Otro adelanto en materia educativa, es el que se observa en la Conferencia Mundial sobre Educación Superior en el Siglo XXI: visión y acción, convocada por la UNESCO (1998), donde se plantea que la educación debe abordar conjuntamente problemas ambientales, económicos y sociales, reforzando sus funciones al servicio de la sociedad en general y como vía, que permita luchar contra la pobreza, el analfabetismo, la igualdad de género y el deterioro del ambiente.
Atendiendo a estas consideraciones, el Sistema Venezolano incorporó en su currículo universitario la Educación Ambiental, como medida para reducir de manera progresiva la magnitud de la degradación que la sociedad ha generado en la naturaleza, además de formar a los ciudadanos en relación a lo planteado por la UNESCO/UNEP (1987:08), que declara que “es necesario formar ciudadanos capaces de conocer y reconocer las interacciones entre lo que hay de natural y de social en su entorno; y para actuar sin deteriorar el equilibrio que los procesos naturales han desarrollado”
A pesar de esta inclusión, son pocos los avances que se evidencian en la formación de líderes en temas de cuidado y preservación ambiental, economía verde y bienestar social. Es posible que este estancamiento se deba a que las experiencias asociadas al Desarrollo Sostenible se llevan a cabo de forma superficial y parcial, al incluir casi en lo exclusivo problemas ambientales globales, obviando situaciones problémicas locales, además de ser estudiados desde la óptica del análisis unidisciplinar. En general, se facilitan pocas herramientas pertinentes que capaciten a los estudiantes en su actuación individual y/o colectiva hacia la búsqueda de soluciones a problemas que son una barrera para la consolidación de sociedades solidarias, justas, pacíficas y productivas.
Por consiguiente, es necesario lograr procesos educativos de calidad y pertinencia, donde los estudiantes adquieran las herramientas necesarias para abordar situaciones económicas, sociales y ambientales. Dicho lo anterior, las ciencias naturales en específico la química contribuye a la formación científica y ecológica de los estudiantes, debido a la relación directa e implicaciones que tales disciplinas tienen con temáticas planteadas en el Desarrollo Sostenible. Esta relación proporciona la oportunidad de disminuir la separación entre los contenidos programáticos de la disciplina y los problemas socio-ambientales, brecha que puede desaparecer a medida que el docente aplique estrategias que conlleven al manejo de un mejor conocimiento práctico y la posible participación de los estudiantes en propuestas sencillas de solución.
En tal sentido la UNESCO (2006), en su Plan de Aplicación Internacional para el DEDS, enfatiza que:
(…) Si los docentes en formación o en servicio aprenden no sólo a integrar los temas relativos a la Educación para Desarrollo Sostenible (EDS) en los planes de estudios, sino también a utilizar las técnicas pedagógicas que van asociadas a una EDS de calidad, la generación venidera será capaz de forjar un mundo más sostenible (Numeral 4, pág. 21).
De conformidad con lo anterior, el aprendizaje basado en problemas (ABP) emerge como una estrategia didáctica que permite abordar transdisciplinarmente desde la educación formal las problemáticas que afronta la sociedad, el mismo es entendido en opinión de Sánchez (2010), como una situación problema que conduce a un estudio de caso. El ABP es una estrategia que se centra en el estudiante y en el logro de un aprendizaje significativo, se apoya en la investigación y reflexión para llegar a la solución de un problema, basado en su trabajo y esfuerzo, lo que les permite desarrollar habilidades, actitudes y valores aplicable en lo individual y colectivo.
A través del aprendizaje basado en problema, el docente puede simular situaciones problemáticas reales, que el alumno abordará aplicando las relaciones existentes entre la disciplina, el contexto y su aprendizaje, lo cual, favorece los cambios de actitud y comportamiento respecto a los problemas ambientales, económicos y sociales, además, permite presentar la química como ciencia pero también como actividad humana y social que ejerce un fuerte impacto en la vida de todas las especies existentes.
Bajo esta circunstancias, el presente artículo pretende complementar el campo de acción de la química con la contextualización de los contenidos programáticos que en esta se dictan, utilizando el aprendizaje basado en problema como estrategia que proporcione las herramientas para que los estudiantes aprendan procesos químicos y comprendan la relación entre estos y la problemática a nivel económico, social y ambiental que afecta al planeta y a la sociedad en general. Es decir, usar el contexto (ABP) y las aplicaciones de la química como medio para desarrollar sus conceptos e ideas en el rescate de sus valores y su sensibilización para el ambiente.
1. Desarrollo Sostenible: un concepto polisémico
El continuo impacto negativo sobre la biosfera, producto de la explotación irracional y desenfrenada de los recursos naturales, acompañado por los niveles de contaminación obtenidos desde inicio de la revolución industrial, produjeron lo que hoy se conoce como crisis ambiental, la cual fue reconocida globalmente a partir de la década de los setenta. En este sentido, el término sostenibilidad surge como una necesidad ante las problemáticas planteadas anteriormente.
Es evidente que la situación decadente que atravesó la sociedad, llevaron a reflexionar a diferentes sectores de la misma, sobre la viabilidad de la concepción dominante del desarrollo humano del siglo XX, fundamentado en indicadores netamente de orden económico, donde el ideal de bienestar social y calidad de vida está supeditado por la riqueza material, obtenida a partir de actividades humanas con gran impacto sobre la naturaleza; por ejemplo, la pérdida de la biodiversidad debido a la explotación inescrupulosa de los recursos naturales y destrucción de ecosistemas.
Por consiguiente, surgen las primeras discusiones con la necesidad de transformar la concepción en torno al término “desarrollo”, cambio que debía darse a través del ajuste ecológico y el fomento de valores hacia la persona, donde los limites planetarios eran esenciales para construcción de un modelo que respetara la naturaleza y los recursos que esta brinda.
Producto de las constantes discusiones se aprueba internacionalmente, la Primera Estrategia Mundial de la Conservación (EMC-I), (1980), donde se vislumbra la primera conceptualización sobre el Desarrollo Sostenible, formalizando una aproximación a través de la UICN (1981), donde se expresa:
“Para que un desarrollo pueda ser sostenido, deberá tener en cuenta, además de los factores económicos, los de índole social y ecológico; deberá tener en cuenta la base de recursos vivos e inanimados, así como las ventajas e inconvenientes a corto y a largo plazo de otros tipos de acción” (pág. 76).
El concepto Desarrollo Sostenible, ha cobrado un interés paulatino para la sociedad, con la incorporación de la dimensión ambiental como temática de discusión obligatoria en temas de desarrollo o progreso. De igual forma, es una idea que se ha transformado en múltiples sentidos, siendo abordado desde diferentes posturas o ámbitos, a veces distante entre si y una más elaboradas que otras, otorgándole un sentido polisémico.
En la actualidad la definición que más se utiliza, es la propuesta en el reporte Nuestro Futuro Común, (conocido como informe Brundtland), de la Comisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo (CMMAD, 1988), en este se expresa que el Desarrollo Sostenible consiste en:
(…) Asegurar que se satisfaga las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer las propias. El concepto de desarrollo sostenible implica límites, no límites absolutos, sino limitaciones que imponen a los recursos del medio ambiente el estado actual de la tecnología y de la organización social y la capacidad de la biósfera de absorber los efectos de las actividades humanas, pero tanto la tecnología como la organización social pueden ser ordenadas y mejoradas de manera que abran el camino a una nueva era de crecimiento económico (pág. 29).
En la Segunda Estrategia Mundial de la Conservación, conocida como Cuidar la Tierra, (1991), se establece una definición más breve sobre el concepto Desarrollo Sostenible, el mismo se entiende como la capacidad de “mejorar la calidad de la vida humana sin rebasar la capacidad de carga de los ecosistemas que la sustentan”.
A este respecto, Gudynas (2011), en su necesidad de establecer críticas necesarias al concepto sobre el desarrollo, expresa que esta definición es más precisa ya que aborda categorías puntuales, a las cual denomina:
*. Economía Sostenible, entiéndase como aquella que mantiene como base los recursos naturales, pero pensando en un proceso de adaptación que involucre nuevos conocimiento, eficiencia técnica y una mejor organización en materia económica.
*Sociedad Sostenible”, entiéndase como aquella que se rige bajo principios como mejorar la calidad de vida de las personas, respetando y cuidando la comunidad de seres vivos, modificando las actitudes personales, fomentando a las comunidades para que cuiden su ambiente o forjando una alianza mundial con esos fines, buscando como meta final mejorar el origen ecológico de la sustentabilidad.
De igual forma el autor reconoce y postula tres modelos esenciales para abordar y concebir el Desarrollo Sostenible, los mismo surgen de las percepciones y actitudes que se han creado en la sociedad con el devenir de los años y que van desde aspectos éticos, económicos, sociales, científicos y ambientales. Estos modelos los clasifica en función del alcance o abordaje que se le otorgue al Desarrollo Sostenible.
En cuanto al primer modo, Desarrollo Sostenible Débil, considera un desarrollo que responda al crecimiento económico, aceptando la crisis ambiental y buscando opciones que no destruya la base ecológica. En otras palabras, esta postura acepta la mercantilización de la naturaleza pero permite la aplicación de innovaciones científico-técnica en pro del Desarrollo Sostenible. En referencia a la segunda postura, Desarrollo Sostenible Fuerte, critica al modelo de desarrollo convencional y defiende la necesidad de asegurar los elementos críticos de los ecosistemas, de igual forma acepta el ingreso de la naturaleza al mercado, considerándola como forma de capital.
Entorno a la última postura, Desarrollo Sostenible Súper-Fuerte, esta perspectiva no se restringe al valor económico o ecológico y defiende una valoración múltiple de la naturaleza, reconociendo las limitaciones de la ciencia y la tecnología, pero asumiéndola como punto de partida para las transformaciones que conlleva los principios de la sostenibilidad, debido al alcance que estas poseen.
En este sentido, los tres modos abordan de cierta manera algunos de los componentes del Desarrollo Sostenible y permiten tener una visión clara de los aspectos que deben ser considerados para avanzar hacia la sostenibilidad.
Volviendo la mirada hacia atrás, nos encontramos con la definición sobre el Desarrollo Sostenible propuesta por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), (1981), en la misma se establece de manera muy clara, como “la modificación de la biosfera y la aplicación de los recursos humanos, financieros, vivos e inanimados en aras de la satisfacción de las necesidades humanas y para mejorar la calidad de vida del hombre. Por consiguiente, para que un desarrollo pueda ser sostenido, deber abordar además de los elementos económicos, los de índole ecológico y social; deberá asumir la base de recursos vivos e inanimados, así como las ventajas e inconvenientes a corto y a largo plazo.
Entorno a la conceptualización sobre Desarrollo Sostenible, aportada por la CMMAD (1988), es necesario describir tres componentes esenciales asociados a este concepto y que hacen referencia al crecimiento económico, el bienestar social y la protección del ambiente (Figura 1).
En función de los principios asociados a la sostenibilidad, el componentes económico, debe asumir un impacto ecológico como una situación preventiva y de solución prospectiva, debe progresar hacia enfoques menos reduccionistas y más asertivos, manteniendo y mejorando los instrumentos asociados a las multas por contaminar y el impuesto a la contaminación.
Haciendo referencia al componente social, desde la perspectiva del Desarrollo Sostenible, debe orientarse a satisfacer las necesidades básicas de la humanidad, mejorando la calidad de vida, a través de la reducción del analfabetismo, la pobreza, lograr la estabilidad demográfica, detener el sobre-consumo y avanzar hacia la formación del capital humano y social.
En cuanto al componente ambiental, es necesario concebir y comprender que el desarrollo de la humanidad estas inevitablemente vinculados a lo ecológico y ambiental. Por lo que debemos respetar la capacidad de regeneración y asimilación de los ecosistemas. En otras palabras, no se puede concebir el desarrollo sin el sustento de la naturaleza.
En función de avanzar hacia la sustentabilidad, es necesario reconocer que los componentes del Desarrollo Sostenible, deben estar integrados armónicamente y en perfecto equilibrio para poder garantizar que la sociedad avance, con un crecimiento económico, consustanciado con el ambiente y lograr adecuadamente el Desarrollo Sostenible a favor de la humanidad.
A este respecto, Gudynas (2011), expresa claramente que “el propósito del progreso no es el crecimiento económico, sino la satisfacción de las necesidades, por lo que debe erradicarse la pobreza, y además es endógeno, autónomo y en armonía con el ambiente”. Por lo que el Desarrollo Sostenible debe partir de una concepción no estática y representa un esfuerzo continuo por equilibrar e integrar sus componentes esenciales, es decir, el bienestar social, la prosperidad económica y la protección del medio ambiente en beneficio de las generaciones presentes y futuras.
Atendiendo a estas consideraciones, se vislumbra un acuerdo internacional, donde se asume la educación en cualquiera que sea su forma o niveles como un componente vital en el progreso de la humanidad y como el medio más eficaz para lograr el Desarrollo Sostenible. Consciente de esto, la ONU (2002) a través de la resolución 57/254 proclamó el Decenio de las Naciones Unidas de la Educación para el Desarrollo Sostenible (DEDS) comprendido entre los años 2005-2014, a fin de resaltar que la educación es un componente indispensable para transformar la cultura del despilfarro de recursos (naturales, financieros, energéticos, alimenticios, entre otros), de la guerra, de la corrupción, del poder, de la discriminación y demás representaciones culturales que atentan contra los Derechos Humanos a sociedades más y mejor evolucionadas en aspectos condicionantes del logro de una humanidad educada para el respeto, la precaución, la solución y la prosperidad integral.
La pertinencia de la proclamación de la resolución 57 se demuestra por los resultados de la encuesta global Mi Mundo 2015, donde hasta el momento, 3.188.453 personas han votado porque la principal prioridad de sus familias es gozar de una buena educación (ONU, Overseas Development Institute, Ipsos Mori, 2013). Hacer realidad esta visión tan compleja y visionaria de desarrollo humano, a través de la educación, y de acuerdo a Parra (2011), está determinada en buena medida por el nivel de creatividad, integración e innovación que la comunidad de educadores puedan alcanzar en el diseño del currículo y la instrucción, para potenciar la formación de ciudadanos capaces de identificar soluciones prácticas a los desafíos que supone el Desarrollo Sostenible.
En este sentido, es fundamental el rol del educador en la formación de la ciudadanía, contribuyendo en la formación de competencias, que orienten al aprendiz a reflexionar y criticar constructivamente sus propias acciones en beneficio de una convivencia armónica con la naturaleza. Por consiguiente, se asume el aprendizaje basado en problema como una estrategia didáctica que el docente puede utilizar para lograr una enseñanza arraigada a principios de sostenibilidad, la cual se discutirá a profundidad en los siguientes apartados.
2. El aprendizaje basado en problema (ABP) como estrategia didáctica.
El aprendizaje basado en problema (ABP), surge como una metodología adoptada por la Universidad de McMaster, y se extendió a países como Canadá y el Reino Europeo a mediados de los años 70, la misma atiende a la necesidad de capacitar a los profesionales que cursaban áreas de medicina, ampliando su alcance a otras áreas del saber debido a los resultados positivos obtenidos. Esta metodología, es aplicada en la actualidad por la Universidad Maastricht y Aalborg, donde todos sus estudios van en función de esta estrategia educativa.
El Aprendizaje Basado en Problemas, a pesar de tener un origen científico y médico, está expandiéndose como técnica didáctica que puede ser utilizado en cualquier momento del proceso de enseñanza aprendizaje, la misma puede ser adaptada a cualquier contenido programático, brindando al estudiante las competencias necesarias para desarrollar un trabajo investigativo, crítico y constructivo, producto del esfuerzo y del trabajo que este realice.
Según Comelli, Ortiz y López (2012), el ABP puede definirse como una estrategia de enseñanza-aprendizaje, donde el desarrollo de habilidades y actitudes, así como la adquisición de conocimiento son el propósito central de esta metodología. Bajo esta concepción es responsabilidad del estudiante la construcción de su conocimiento, mediante la interacción con su entorno y con la problemática planteada.
En este sentido, se asume que el aprendizaje basado en problema se fundamenta bajo la concepción teórica del constructivismo, donde el enfoque se desprende según Mayer (2000), de la perspectiva cognitivista y plantea que la construcción del conocimiento depende del ritmo de interacción que el estudiante posea con su entorno y es producto de las percepciones físicas y de las experiencias sociales y culturales que lo rodean.
Por consiguiente, el aprendiz confronta su entendimiento de acuerdo a lo encontrado en nuevas situaciones de aprendizajes, reorganizando la información y crea un nuevo punto de vista, de allí que para el constructivismo no existen caminos únicos que conduzcan a verdades, por lo que el aprendizaje debe ser problematizado como un todo, importan no sólo los conocimientos de los alumnos y docentes, sino sus creencias, concepciones y teorías personales, que son independientes entre sí.
Según lo anterior, cada quien puede entender las cosas de diferentes maneras de acuerdo con su visión del mundo, formada en muchos años de experiencias y aprendizajes, por lo que se deben proveer diferentes situaciones, así como tiempo para reflexionar y para vincular lo nuevo a lo que ya se conoce. De acuerdo con los constructivistas, la enseñanza contextualizada estimula el aprendizaje de los estudiantes, ya que se abordan problemas significativos, complejos y realistas para que ellos los resuelvan y tomen así las riendas de su aprendizaje.
De ahí que el aprendizaje basado en problema consiste en opinión de Rué, Font y Cebrián. (2010), en una negociación interna donde el estudiante utiliza sus modelos mentales para explicar, predecir, inferir y reflexionar sobre la utilidad del nuevo conocimiento y a la vez, es una negociación social que lo utiliza para compartir esa realidad con otros, para ello es preciso edificar un entorno que estimule y favorezca un aprendizaje duradero y que puede ser transferido a diferentes situaciones en la cotidianidad del estudiante.
El ABP, como estrategia asociada a los modelos pedagógicos por descubrimiento, rompe con las representaciones de la enseñanza tradicional, favoreciendo el aprendizaje significativo mediante el abordaje integral del objeto de estudio, situando al estudiante en su propio contexto o realidad, además, permite el desarrollo en opinión de Galindo et al, (2011), de competencias analíticas, argumentativas, propositivas, sociales e interpersonales, con base en la búsqueda planificada de información para la solución de problemas.
De acuerdo con Garzón y Zárate, (2015) la metodología asociada al aprendizaje basado en problema cumple con las siguientes características:
• El aprendizaje está centrado en el alumno, permite al estudiante personalizar su proceso de aprendizaje, otorgándole la autonomía y responsabilidad de construir su propio conocimiento, asumiendo la responsabilidad de identificar sus necesidades, así como del proceso de investigación que le brinde un mejor entendimiento de la situación problemática.
• El aprendizaje se produce en grupos pequeños de estudiantes.
• El profesor cumple el rol de facilitador, guiando a los estudiantes durante el abordaje del problema, planteando preguntas que lleven al aprendiz a cuestionarse, encontrando la mejor ruta para afrontar la situación problemática.
• Los problemas forman el foco de organización y estímulo para el aprendizaje, la situación problemática planteada, representa el desafío que los estudiantes deben abordar, la situación problemática tiene que estructurarse de acuerdo a relevancia social y abordarlo desde la cotidianidad del aprendiz de modo que se produzca la motivación para el aprendizaje.
• La aprehensión de la nueva información se adquiere a través de un aprendizaje auto-dirigido, en este punto los estudiantes comparte información, trabajan en equipo, comparan sus resultados y debaten sobre el aprendizaje adquirido
En función de estas características, el mismo autor sostiene que a través de la metodología del aprendizaje basado en problema, se pone a disposición las condiciones necesarias para lograr un aprendizaje significativo, producto del interés motivacional que envuelva al estudiante durante el proceso, la estrategia provoca conflicto a nivel cognitivo, convirtiéndose en el motor de impulso en la adquisición del conocimiento.
Avanzando en el andamiaje del ABP como estrategia de aprendizaje, es necesario resaltar que la educación en general tiene como uno de sus objetivos principales, capacitar al estudiante en su rol como profesional, dotándolos de las herramientas necesarias para afrontar y resolver las problemáticas de la sociedad de forma competente y con la habilidad de aplicar los conocimientos adquiridos durante su formación (Rué, Font y Cebrián, 2010).
Los mismos autores establecen que el aprendizaje basado en problema, cumple un impacto en esta función, marcando rasgos distintivos sobre las mismas y los organiza de la siguiente forma:
• La estrategia permite un reconocimiento sobre la base de la experiencia de los aprendices.
• Le transfiere la responsabilidad a los estudiantes sobre la construcción de su propio aprendizaje.
• La situación problemática se aborda desde un carácter trans y multidisciplinar.
• Prevalece el carácter indisoluble entre los procesos teórico-prácticos.
• El docente se convierte en un facilitador, dejando de lado el de transmisor de conocimiento asociado a la enseñanza tradicional.
• Para el ABP la adquisición del conocimiento se convierte en el punto central.
• El proceso de evaluación, se centra en procedimientos de autoevaluación y evaluación por pares, más que en los resultados del aprendizaje por parte del cuerpo docente.
Asumiendo lo planteado por Rué, Font y Cebrián (2010), se puede vislumbrar que el estudiante es el elemento prioritario en la metodología del ABP, por ello se les proporciona las condiciones necesarias para que desarrollen las diferentes capacidades de manera integral, orientándolo en la búsqueda planificada de información que permitan el desarrollo de competencias científicas e interdisciplinarias y estimulando el análisis, la capacidad de comprensión, el pensamiento crítico y la integración de los conocimientos relacionándolos con la vida práctica.
2.1. El ABP de la planificación a la implementación
Como se ha mencionado anteriormente, en la enseñanza tradicional a los estudiantes se les dificulta la aplicación de los conceptos aprendidos en la resolución de problemas, originando un desinterés en el proceso de formación, siendo remarcado en las disciplinas afines al carácter científico, por consiguiente el aprendizaje basado en problema y su proceso metodológico, garantiza una contextualización de lo aprendido con el abordaje holístico e integral de las situaciones problémicas.
En este sentido, en el siguiente apartado analizaremos a profundidad la forma de planificar e implementar una enseñanza en función del ABP, utilizando como punto de partida la definición propuesta por Morales (2009), quien establece que el aprendizaje basado en problemas es un método de aprendizaje donde se utilizan problemas como detonante para la adquisición e integración de nuevos conocimientos.
Bajo esta concepción, la adquisición del aprendizaje se construye en base a un problema complejo, retador y contextualizado con el mundo real de preferencia con relevancia social asociada al entono del estudiantes, con la finalidad de producir en estos, los cuestionamientos necesarios que lo impulsen a desarrollar un trabajo investigativo asociado a los conceptos y principios necesarios para afrontar el problema.
El abordaje de la problemática se llevara a cabo con la formación de grupos pequeños de aprendizaje, desarrollando habilidades en lo individual y en lo colectivo durante el proceso de aprehensión del conocimiento, comunicando e integrando la información. Es decir, se alcanzan los objetivos programados previos a la implementación de la propuesta, es por ello que la misma, se ha convertido en una alternativa que debe implementarse en la enseñanza de cualquier área del conocimiento.
A continuación se detalla la ruta que debe seguirse durante el desarrollo del aprendizaje basado en problema:
Según el esquema anterior, el aprendizaje basado en problema, responde a unos objetivos programáticos que han sido diseñados o planificados por el docente, su función es determinante, ya que permiten establecer el grado de aprehensión de los conocimientos impartidos y abordados por los estudiantes al finalizar la ruta metodológica del ABP.
Estos objetivos deben ser explicados por el docente y deben ser comprendidos por los aprendices, los cuales orientaran su trabajo investigativo en función de lo planificado previamente. Por consiguiente y en opinión de Garzón y Zárate (2015), los objetivos son una descripción explicita de lo que se espera que el estudiante aprenda, demuestran la capacidad que posee el estudiante para aplicar lo aprendido en el proceso de aprendizaje.
Con respecto a la presentación de la problemática desde la óptica de ABP, esta debe dar cumplimiento a una serie de planteamiento que rige la estrategia del aprendizaje basado en problema, donde se manifiesta que la situación problémica responda a un contexto real, relacionada con los objetivos de aprendizaje planificados, que incluya un carácter complejo y desafiante para los estudiantes. Según Aguilar, Inciarte y Parra (2011), un problema es una situación que involucra una dificultad de relaciones objetivas, donde se manifiestan conductas tendientes a buscar la solución de la dificultad por parte de la persona que la padece.
En este sentido y en opinión de Garzón y Zárate (2015), un problema efectivo desde la metodología del ABP, es aquel no estructurado, donde la información se presenta de forma gradual, escalonada y transcrita de manera que induzca la discusión grupal y cuestionamientos individuales. Además, los problemas que contienen características asociadas a la realidad de los estudiantes tienden a estimular la motivación del mismo.
En cuanto al desarrollo de las estrategias adicionales asociadas al aprendizajes, están son diseñadas por el docente, coadyuvan con el proceso de inducción del estudiante en la dinámica del proceso investigativo y colaborativo necesario en la solución de la situación problemática.
Haciendo referencia a la culminación y evaluación de la propuesta asociada al ABP, Barrio (2015), manifiesta que es una de las etapas más complicada de cualquier proceso de enseñanza-aprendizaje, donde la metodología de ABP no escapa a esta realidad. En este sentido, los estudiantes deben reconocer y comprender las pautas de evaluación, las cuales deben estar íntimamente relacionadas con los objetivos programáticos planificados, convirtiendo a esta etapa de la propuesta en un proceso integral donde se recomienda evaluar los siguientes aspectos:
• Evaluación del conocimiento, donde los estudiantes deben demostrar la capacidad para responder ítems asociados a la problemática evaluada.
• Responsabilidad, donde se evaluará el cumplimiento de los horarios de trabajo, la búsqueda continua de información y el compromiso con la actividad que se ejecuta.
• Habilidades de aprendizaje, los estudiantes deben demostrar la capacidad para formular hipótesis que permitan dar una explicación fundamentada en teoría acerca de la problemática planteada, justificar la fuente de la información consultada y desarrollar un análisis crítico del resultado final.
• Habilidades de comunicación, el estudiante demostrará la capacidad para presentar la información de forma clara, precisa y ordenada.
• Relación interpersonal, respetar las opiniones de sus compañeros, mostrar tolerancia con sus colegas, esperar el momento oportuno para intervenir y plantear su postura.
Bajo esta concepción del aprendizaje basado en problema, las asesorías del profesor y la discusión grupal representan un aporte importante, ya que los estudiantes revisan, organizan y corrigen la información las veces que sean necesarias manteniendo una visión holística e integral de la problemática planteada.
3. La enseñanza de la química y el Desarrollo Sostenible: una aproximación desde el ABP
El conocimiento científico y tecnológico en opinión de los organismos internaciones, representan una alternativa de aproximación al Desarrollo Sostenible, ya que permite que la humanidad comprenda y se relacione con su entorno, participando en lo individual o colectivo en las problemáticas de la sociedad. Consciente de esto la UNESCO (1997), a través del informe de la Sexta Reunión del Comité Regional Intergubernamental del Proyecto Principal de Educación en América Latina expresa: la enseñanza de las ciencias en el contexto de la educación en general, debe comprometerse a contribuir en la formación y preparación de todos y cada uno de los jóvenes para que puedan enfrentar y afrontar su vida posterior. Es decir, que los conocimientos adquiridos a través de una enseñanza basada en la ciencia puedan ser transferidos a la cotidianidad de los aprendices en diferentes momentos o situaciones.
Por consiguiente, y en opinión de la Organización de Estados Iberoamericanos (OEI), (2012), es necesaria una educación a través de la ciencia de calidad, para todos y que considere el fomento de valores y la toma de decisiones, frente al desafío de un Desarrollo Sostenible, en el cual es necesario la formación del capital humano, dotándolos de responsabilidad y sentido de pertinencia que le permitan comprender el ambiente físico-natural donde se desenvuelven. Esta formación debe cumplir con las siguientes tareas:
• Generar ciencia para todos,
• Lograr la aplicación del conocimiento.
• Énfasis en asuntos de la sociedad.
• Menos contenido, más aprendizaje.
• Ciencia en la comunidad.
• Aprendizaje para la toma de decisiones.
• El profesor como mediador del proceso de aprendizaje.
• Trabajo de los estudiantes en grupo.
El trasfondo de la educación a través de la ciencia, es lograr que la sociedad adquiera un nivel de alfabetización que permita desarrollar críticas productos del entendimiento de las causas que produce las situaciones ambientales. Por consiguiente, la alfabetización en opinión de Molano (2014), debe ser concebida como un proceso de investigación orientada, que rompa con el reduccionismo teórico y que permita a los individuos de una sociedad enfrentarse a problemas locales relevantes, reconstruyendo el conocimiento científico adquirido en la educación formal y aplicando a las problemáticas diarias.
En este sentido, Holbrook y Rannikmae (2009), manifiestan que una educación a través de la ciencia y orientada al Desarrollo Sostenible, permite que el estudiante adquiera las siguientes competencias:
• Aprenden el conocimiento de la Ciencia y los conceptos importantes para la comprensión y manejo de los temas socio-científicos dentro de la sociedad.
• Llevan a cabo la solución de problemas de investigación científica para comprender mejor el fondo de las ciencias relacionadas con los problemas sociales.
• Obtienen una apreciación de la naturaleza de las ciencias desde el punto de vista social.
• Desarrollan habilidades personales relacionadas con la creatividad, la iniciativa y el trabajo seguro.
• Desarrollan actitudes positivas hacia la ciencia como un factor importante en el desarrollo de la sociedad.
• Llevan a cabo la toma de decisiones socio-científicas relacionadas con los problemas que surgen en la sociedad.
Aunado a esta concepción en materia educativa las Naciones Unidas, declara los años 2005 y 2014 como Decenio de la Educación en todo el mundo para el Desarrollo Sostenible (DEDS). La idea fundamental de esta declaración, es impulsar una educación que permita la formación de los jóvenes para ser ciudadanos responsables y para disminuir el impacto de la humanidad en el planeta, dejando abierta la posibilidad de las futuras generaciones para crear sociedades determinadas bajo los principios de la sostenibilidad.
Por estas razones, la UNESCO (2006), proporciona lineamiento para la educación en general, pero que pueden adaptarse o tomarse como referencia para la enseñanza de una química sostenible. En consecuencia, una educación a través de la ciencia debe enfocarse en los siguientes aspectos:
• Ser interdisciplinaria y holística, se asume como elemento fundamental la incorporación de la Educación para el Desarrollo Sostenible en todo plan de estudio, dejando el reduccionismo conceptual producto del abordaje unidisciplinar de los contenidos.
• Basada en valores y principios éticos, como elementos que rigen la formación del capital humano y articulado a través de la enseñanza y aprendizaje de la química orientada al Desarrollo Sostenible.
• Promover el pensamiento crítico y la resolución de problemas, enfatizando la comprensión de los principales problemas y desafíos que abordan el Desarrollo Sostenible.
• Basarse en una pedagogía multifacética, donde los escenarios de formación se rijan a través de una diversificación de estrategias y escenarios que favorezcan la adquisición de conocimientos mediante un enfoque multidisciplinar que orienten al camino de la sostenibilidad.
• Promover la toma participativa de decisiones, que permitan la integración del estudiante en temas que afecten la comunidad, brindando la oportunidad de aportar soluciones al problema.
• Centrarse en la aplicación y transferencia cotidiana, donde prevalezca la integración del aprendizaje y el contexto de los estudiantes.
• Lograr la relevancia local, por medio de una enseñanza que aborde los problemas mundiales así como los problemas locales, utilizando un lenguaje acorde a la formación del estudiante.
Además de los planteamientos realizados por la UNESCO, existen modelos que se pueden integrarse en un proceso de formación asociados a la enseñanza de una química sostenible, entre ellos el propuesto por Parra (2011), al establecer una ecuación pedagógica como modelo instruccional para el alcance de una Educación para el Desarrollo Sostenible. Figura 4
A través de esta ecuación pedagógica, el autor integra y relaciona aspectos propios de una educación a través de la ciencia (contenidos de la química, Qca) con elemento asociados al Desarrollo Sostenible, la economía (Ec), la sociedad (So) y el ambiente (Am), bajo condiciones de interdisciplinariedad (InDi), como reactivos de una proceso semejante a una reacción química que dará como resultado o productos una educación orientada hacia el Desarrollo Sostenible (EDS) y un aprendizaje transdisciplinario (ApTr).
El mismo autor, advierte que la funcionalidad de la ecuación está determinada por el cumplimiento de 4 principios básicos, a saber:
• Principio de integralidad, extendida a las experiencias didácticas que promuevan la relación entre diferentes campos del conocimiento y la Química. Relación que permita la formación de una sociedad comprometida con el desarrollo equitativo y armónico de la humanidad en lo ambiental, económico y social.
• Principio de operatividad, relacionado con la capacidad de aplicar la ecuación a las practicas pedagógicas de los docentes y de los marcos conceptuales de cada asignatura o unidad didáctica programática a temas prioritarios para el Desarrollo Sostenible, con el propósito de superar el parcelamiento de las asignaturas por áreas del saber, permitiendo reforzar los contenidos disciplinares con la incorporación de temáticas asociadas a los problemas que afronta el Desarrollo Sostenible.
• Principio de racionalidad, busca rediseñar la enseñanza actual de la educación en química, reflexionando sobre las implicaciones de esta con la situación de la actual emergencia planetaria.
• Principio de análisis, tienen como base fundamental la simplificación estructural, entiéndase como la comprensión de las situaciones problemáticas desde los componentes más pequeños hasta el más amplio. Es decir, desarrollar una fragmentación inicial de los problemas en sostenibilidad para entenderlos y luego establecer conexiones razonables que permitan lograr los objetivos de la Educación para el Desarrollo Sostenible.
En función de los aportes en materia educativa realizados por organismos internacionales y propuestas como la manifestada por Parra (2011), se asume como necesaria la concepción de una química orientada al Desarrollo Sostenible donde involucre el componente ambiental, económico y social necesario para encaminar el proceso de enseñanza hacia patrones de sostenibilidad.
En este sentido, se propone el uso del aprendizaje basado en problema como estrategia catalítica de aproximación entre la química y el Desarrollo Sostenible, que permita la adquisición de conocimientos asociados a la ciencia, pero a la vez la comprensión de las relaciones existentes entre estos y la problemática que aqueja a nuestro planeta.
3.1. Situación problemática planteada a través del ABP
Situación problemática desde el ABP
Gestión de la basura en la población de Santa Cruz y Santa Bárbara de Zulia, Municipio Colon, Estado Zulia
Contenido a desarrollar
Importancias de las sustancias químicas, nomenclatura química, procesos químicos y su relación entre masas (estequiometria), relación entre procesos químicos y componentes del Desarrollo Sostenible.
Objetivos
Mediante la aplicación de esta problemática se pretende que los estudiantes puedan:
• Formular y nombrar compuestos inorgánicos mediante la aplicación de la reglas establecidas por la IUPAC.
• Identificar los tipos de procesos químicos involucrados en situaciones problemáticas vivenciales o cotidianas para el estudiante.
• Aplicar el balanceo de reacciones químicas y las relaciones estequiométricas.
• Interpretar cualitativa y cuantitativamente la información obtenidas a través de una reacción química.
• Identificar las repercusiones de las problemáticas sociales en el bienestar económico y ambiental de la población.
• Identificar la relación existente entre los procesos químicos y los problemas que afectan a la sociedad.
• Valorar la importancia de los procesos químicos y su relación con el bienestar prospectivo de la población en lo económico, ambiental y social.
Planteamiento
En Venezuela, se registran diversos problemas de índole ambiental, entre ellos destacan la explotación minera sin las medidas de seguridad adecuada, contaminación de los lagos, extracción inescrupulosa de recursos naturales (petróleo), entre otros. Sin embargo a pesar de conocer estas problemáticas, existe un consenso que el principal problema que arrastran los venezolanos es la basura y su acumulación en áreas rurales y urbanas.
Esta situación se evidencia en las comunidades que conforman el Municipio Colon de la Región Sur del Lago de Maracaibo entre ellas las parroquias Santa Cruz y Santa Bárbara de Zulia, ya que con el paso del tiempo las poblaciones han ido en constante crecimiento, lo que ha generado un incremento en los desechos sólidos que se producen. Está demostrado que cada ciudadano produce entre 0,8 y 1,2 kilogramos de basura al día, es decir, en una población de unos 5000 habitantes se producen aproximadamente 180.000 kilogramos de residuos sólidos al mes, los cuales deben ser recolectadas y transportadas hasta sitios de disposición final o incorporadas a procesos de reutilización o reciclaje.
Por el contrario la realidad en el municipio Colon es opuesta a la reutilización y el reciclaje de desechos, los mismos son transportados a un basurero a cielo abierto, ubicado a la salida de la población, sin aplicarle un correcto tratamiento, generando contaminación de suelos y aguas, y proliferación de animales como, perros, ratas y moscas. Adicional a ello, la quema desarrollada en el basurero y en los diferentes sectores de las poblaciones del municipio Colon y el proceso de descomposición naturales de los residuos han incrementados la producción de gases como como metano, dióxido de azufre, ácido sulfhídrico, dióxido y monóxido de carbono, los cuales además de contaminar el ambiente causan malos olores.
Esta situación afecta directamente a los ciudadanos, lo que ha traído como consecuencia la aparición de varias enfermedades tales como: bronquitis, asma, cáncer del pulmón, enfermedades de la piel, intoxicación, parasitosis, contaminación por metales pesados, entre otras. Además, la mala disposición de la basura causa severos daños al ambiente como el efecto invernadero y el deterioro de la capa de ozono.
Bajos estos planteamientos y asumiendo que formas parte de un conjunto de estudiantes orientados por el docente de Química que han decidido analizar algunos de los procesos químicos y ambientales inmersos en estos focos de contaminación explica:
- ¿Qué información debes poseer inicialmente para abordar el problema?
- ¿Cuál es el tratamiento correcto que debe aplicarse a los residuos generados en los diferentes sectores de la población? ¿Explica la ruta que debe seguir el producto desde que se convierte en desecho hasta su disposición final?
- ¿Explica detalladamente cuáles son los costos ambientales que provoca focos de contaminación como el anterior?
- ¿Explica detalladamente las repercusiones sociales involucradas a través de focos de contaminación como el anterior?
- ¿Explica detalladamente las acciones que deben asumir los entes gubernamentales y la población en general para mitigar la contaminación ambiental producida por la acumulación de desechos?
- Durante el planteamiento de la situación problemática se mencionó que producto de la descomposición natural se libera al ambiente sustancias gaseosas (metano, dióxido de azufre, ácido sulfhídrico, entre otros). Asumiendo ente hecho, determina:
a. Posibles reacciones químicas que ocurrirían en el ambiente producto de las sustancias o partículas emanadas al aire, representándolas a través de las ecuaciones correspondientes.
b. Identifica el tipo de proceso químico que ocurre
c. Explica detalladamente los efectos negativos de dicha emanación.
- Selecciona una de las ecuaciones representadas en el planteamiento nº 6 (apartado a.) y asume que reaccionan 32g del primer reactivo con 21g del segundo. Determina cuánto se obtendría del producto formado tanto en gramos como en moles
- Según los resultados del planteamiento N° 7, analiza con tus compañeros las repercusiones que estas sustancias provocan a nivel ambiental, económico y social.
- Analiza con tus compañeros los aportes que se pueden desarrollar desde los avances científicos de la química, para mitigar la problemática producida por la acumulación de basura en el Municipio Colon de la Región Sur del Lago.
Es importante resaltar que la situación problemática planteada, puede ser aplicada en áreas asociadas a la química general o inorgánica, específicamente en lo relativo a la contaminación ambiental, donde los estudiantes comprendan los procesos químicos inmersos en la misma. Es recomendable que antes de la aplicación de la estrategia, el aprendiz conozca sobre los procesos y reacciones químicas, así como los cálculos estequiométricos abordados desde cantidades reales de sustancias para que avancen conforme a lo establecido por el aprendizaje basado en problema. La función del docente como ya se comentó anteriormente es esencial, su colaboración y preparación garantiza el éxito del ABP, el mismo planificara las sesiones de clases necesarias para abordar a plenitud el problema.
La propuesta parte de un necesario cambio en la enseñanza tradicional de la química ya que la misma se encuentra relacionada o vinculada con los ámbitos de carácter económico, social y ecológico, donde las decisiones que toman cada individuo de una sociedad son importantes para resolver problemas ambientales como el anterior. Por tanto, la educación química a través de la metodología del ABP fomenta un aprendizaje participativo, potenciando la adquisición de habilidades, conocimientos científicos y ecológicos y fomentando en el aprendiz la ética y los valores consustanciados en lo económico social y ambiental, ya que los mismos serán los responsables de continuar con el direccionamiento sostenido y sostenible de sus comunidades, así como de la humanidad.
En concordancia con lo anterior Burmeister, Rauch, y Eilks, (2012), manifiestan que este tipo de enseñanza permite que el estudiante:
• Aprendan sobre los problemas ambientales naturales y artificiales, asumiendo una visión engranada de los derechos sociales, económicos y ecológicos, incluyendo la participación a nivel local y global.
• Orienten el aprendizaje en el pensamiento basado como un todo y en la interacción entre los sistemas, incluyendo el uso de un enfoque interdisciplinar, centrada en el aprendizaje, la experiencia, la investigación y los métodos.
A demás, situaciones problemáticas reales como la anterior permite aplicar la metodología de una química verde, asumiendo como base la disminución y tratamiento eficiente de residuos y el cambio de actitudes y comportamientos en los estudiantes, de igual forma permite integrar a los contenidos de la química temas prioritarios para el Desarrollo Sostenible. En otras palabras, la fortaleza de la propuesta radica en abordar principios químicos inmersos en procesos cotidianos impulsando un aprendizaje significativo en los estudiantes.
4. Consideraciones finales
Una vez finalizada la revisión teórica y realizada la propuesta que involucra el ABP como principio de acercamiento entre la química y el Desarrollo Sostenible, resulta necesario ofrecer algunas consideraciones sobre el contexto o ámbito de la investigación. Para ello, es necesario recalcar que los patrones insostenibles que regían a la sociedad a mediados de los setenta, provocaron efectos adversos y colaterales en la humanidad y el ambiental, daños que hoy seguimos sufriendo, producto del despilfarro y explotación irracional de los recursos naturales, el irrespeto a la biodiversidad entre otras problemáticas que se hacen visibles con el creciente aumento de gases invernadero, la degradación de la capa de ozono, el cambio climático, el aumento progresivo de la pobreza, la desigualdad social, que son productos de sociedades arraigadas al consumismo y al bienestar económicos de grupos minoritarios.
En este sentido, surge la idea de un cambio en estos comportamientos ajenos a la sostenibilidad, pensamiento que parte de los principios asociados al Desarrollo Sostenible, los cuales deben ser integrados al quehacer educativo en cualquier nivel o modalidad de enseñanza, que permitan a los miembros de las sociedades adquirir un nivel de conocimiento que admita la compresión de los fenómenos o problemas que se manifiestan en el ambiente, la adquisición de habilidades que consienta la transferencia de lo aprendido a la realidad y el desarrollo de valores para actuar en beneficio de la humanidad y el ambiente.
Bajo esta concepción lo contenidos de las ciencias naturales, en específico de la química, representa una alternativa viable para lograr el planteamiento anterior, ya que la misma se relaciona y se interconecta con los componentes económico, ambiental y social del Desarrollo Sostenible. Por consiguiente, una adecuada enseñanza de la química, permite la incorporación al proceso pedagógico de temas fundamentales y con relevancia local y global, basada en métodos participativos que motiven a los estudiantes en su proceso de formación. Es decir, les transfiere la autonomía a los aprendices para aplicar iniciativas de prevención, economía, síntesis se sustancias químicas amigables con el ambiente, diseños energéticos eficientes, usos de materia prima económica y ambientalmente viables, entre otros principios, que demuestran que los estudiantes aprenden procesos químicos, así como sus implicaciones en los diferentes ámbitos que propone el Desarrollo Sostenible.
A este respecto, es necesario acentuar que la formación del docente en materia de ciencia y Desarrollo Sostenible es fundamental para lograr el anterior planteamiento, ya que son estos los responsables de orientar la enseñanza de una química sostenible y por ende la formación de ciudadanos responsables y con principios de sostenibilidad, superando los límites impuestos por la ordenación disciplinar asumida en la enseñanza tradicional.
Por lo tanto, el aprendizaje debe ser un proceso dinámico, progresivo y sostenido, determinado por el nivel cognoscitivo que manifieste el aprendiz y regido por los diferentes espacios donde se desenvuelve el mismo, es decir, la enseñanza se debe abordar desde las bases sociales, hilando el equilibrio económico y manteniendo la visión de un equilibrio ambiental. En este sentido, el aprendizaje basado en problema como estrategia didáctica cumple con los requerimientos necesarios para llevar a cabo el proceso de enseñanza- aprendizaje de la química sostenible, convirtiéndose en una metodología aplicable a cualquier área del conocimiento.
El ABP, permite incorporar al proceso de enseñanza-aprendizaje lo relativo al medio ambiente y a los componentes económicos y sociales presentes en la humanidad, orientando la educación a la toma de consciencia y principios de sostenibilidad, permitiendo hacer un cambio en la concepción de la educación actual, la cual se encuentra regida por un cumulo de contenido poco aplicable a la vida cotidiana de los estudiantes, formándolos con un nivel de consumo y demandas de recursos alarmantes, lo que trae como consecuencia un acrecentamiento en la producción de contaminantes que atentan contra el bienestar prospectivo de la naturaleza.
De igual forma, esta metodología fomenta el desarrollo del pensamiento crítico, y analítico para abordar los problemas desde las causas mínimas que lo producen, siguiendo por las consecuencias que esta problemática pueda producir en los diferentes aspectos que conforman la vida de un estudiante. En consecuencia, el ABP promueve la comprensión de las relaciones entre los contenidos asociados a la asignatura química y el contexto o realidad del estudiante, demostrando que los fenómenos no existen de forma aislada, y que al relacionarlo a través de los contenidos, se puede conseguir un conjunto de interpelación, interacción y dependencia sobre el desarrollo del mundo.
En este sentido, la idea de incluir el ABP a la enseñanza de la química, permite mostrar al estudiantado la relevancia social y las implicaciones prácticas que posee la química, dándole un mayor alcance a la misma, ya que permite al estudiante conocer aspectos asociado a la ciencia desde lo económico, ambiental y social. De igual forma, la propuesta representa una referencia válida, a nivel pedagógico y metodológico en el diseño de prácticas educativas amigables con el ambiente, impulsando la formación de personas comprometidas con los problemas que aquejan a la sociedad en general.
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