Implementación de secuencias de enseñanza de ácido-base por indagación y modelización en la formación de profesorado de ciencias de secundaria

Abstract

The doctoral thesis Implementation of acid-base instructional sequences based on inquiry and a modelling teaching approach for secondary science teacher training has been prepared using a compendium of papers. The methodology is based on design-based research (DBR) and a model-based inquiry instructional sequence, as well as the results of its implementation with students from the earlysecondary level and science teachers in training. In the first and second publications, the teaching proposals elaborated according to the criteria of validity, utility, and reliability are presented with the purpose of empirically reinforcing the principles of design. In particular, explicit and implicit science teaching approaches are described, making use of the historical development of the acid-base domain in sequences of activities for inquiry and modelling that can be used as a reference by secondary and high school teachers. The third publication describes the iterative cycles of design, implementation, evaluation, and redesign that led to the adoption of a science, technology, engineering, arts, and mathematics (STEAM) approach for the sequence of activities. This involved the resolution of a problem in an integrated manner between different disciplines. The case study of its implementation with secondary education students showed the need to build a scientific model that explained the pH of the mouth when chewing gum and included technological, design, mathematical modelling, and artistic perspectives. The fourth publication presents the last stage of the design-based research. It incorporates the results of the implementation of the above-mentioned sequence of teaching activities by inquiry and modelling using an implicit approach to the nature of science. The participants were teachers in initial training at the universities of Almería and Murcia. The cognitive, behavioural, and emotional dimensions of the commitment of science teachers in training towards the learning of acid-base content, resulting from the implementation of the sequences by inquiry and modelling, were evaluated. The results show the nature of the relationships between the emotional commitment of teachers in training and content learning through teaching approaches based on scientific practices of inquiry and modelling. It has been established that the proposed sequence meets the DBR criteria as it is valid for teaching current scientific content in various educational contexts and sufficiently reliable to meet the proposed objectives.

La Tesis Doctoral Implementación de secuencias de enseñanza de ácido-base por indagación y modelización en la formación de profesorado de ciencias de secundaria, elaborada por compendio de publicaciones, recoge propuestas de enseñanza de contenidos ácido-base por indagación y modelización, fundamentadas de acuerdo con la investigación basada en el diseño (IBD), así como los resultados de su implementación con estudiantes de secundaria y profesorado de ciencias en formación. En la primera y segunda publicación se presentan las propuestas de enseñanza elaboradas de acuerdo con criterios de validez, utilidad y confiabilidad, con la finalidad de reforzar empíricamente los principios de diseño. En concreto, se describen enfoques explícitos e implícitos de la naturaleza de la ciencia, haciendo uso del desarrollo histórico del dominio ácido-base en secuencias de actividades por indagación y modelización que pueden ser utilizadas como referencia por el profesorado de Educación Secundaria y Bachillerato. En la tercera publicación se describen los ciclos iterativos de diseño, implementación, evaluación y rediseño que llevaron a adoptar un enfoque STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics) de la secuencia de actividades, al implicar la resolución de un problema de manera integrada entre distintas disciplinas. El estudio de caso tras la puesta en práctica con alumnado de Educación Secundaria mostró la necesidad de construir un modelo científico que explique el pH de la boca al masticar chicle, incluyendo miradas desde la tecnología, las habilidades de diseño, la modelización matemática y el arte. En la cuarta publicación se recoge la última etapa de la investigación basada en el diseño, que incorpora los resultados de la implementación de dichas secuencias de actividades de enseñanza por indagación y modelización con un enfoque implícito de la naturaleza de la ciencia con profesorado en formación inicial de las Universidades de Almería y Murcia. En concreto, se han evaluado las dimensiones cognitiva, conductual y emocional del compromiso de docentes de ciencias en formación hacia el aprendizaje de los contenidos ácido-base, resultantes de la implementación de las secuencias por indagación y modelización. Los resultados muestran la naturaleza de las relaciones entre el compromiso emocional del profesorado en formación y el aprendizaje de contenidos mediante enfoques de enseñanza basados en las prácticas científicas de indagación y modelización. Como conclusión global se puede establecer que la propuesta planteada cumple los criterios de la IBD al ser válida para la enseñanza del contenido científico actual, provechosa para su implementación en diversos contextos educativos y confiable para alcanzar los objetivos propuestos.