Research article

Análisis multivariado para la caracterización de perfiles de docentes de física

Multivariate analysis for the characterization of profiles of educational of physics

Resumen

A partir de encuestas semi-estructuradas se realizó un estudio que permitió caracterizar a profesores de Física. Los docentes se desempeñan en escuelas de educación Media / Polimodal, donde concurren mayoritariamente los alumnos inscriptos a carreras científico-técnicas de las universidades nacionales de Rosario, del Litoral, del Nordeste, de la Matanza, y de Cuyo, en Argentina. Se realizó un análisis multivariado exploratorio y considerando la formación de los docentes y los recursos didácticos y estrategias que valoran positivamente para sus clases. El estudio permitió identificar aspectos comunes en las estrategias didácticas seleccionadas así como algunas diferencias por las características institucionales y particularidades jurisdiccionales. Los resultados se utilizaron para fundamentar un curso de actualización para docentes de Física, en principio en las provincias involucradas. El trabajo se plantea en el marco del proyecto Estrategias de enseñanza de la física para una articulación nivel medio/Polimodal y universidad.

Abstract

Physics teachers characterization was done from a semi-structured teacher survey. Teachers are working in secondary schools mostly attended by students afterward enrolled in scientific and technical careers of the Universidad Nacional de Rosario, Litoral, Nordeste, La Matanza, and Cuyo in Argentina. A multivariate exploratory analysis was done taking into account as variables teachers training, teaching resources and strategies that they value positively for their lectures. The study led to an identification of common aspects in selected teaching strategies as well as some differences in institutional features and special jurisdictions. The results were used to substantiate a refresher course for physics teachers, at a first stage, in the jurisdictions involved. The work is part of the project Strategies for teaching physics as a connection between the secondary school and university.

Palabras Clave:

análisis multivariado, educación polimodal, estrategias de enseñanza ⓘ

Keyword:

secondary school education, teaching strategies, ⓘ

Introducción

En la década del 90, a partir de la Ley Federal de Educación, en relación con el área de las Ciencias Naturales en el nivel Polimodal, cada jurisdicción procedió a adaptar y contextualizar los Contenidos Básicos Comunes (CBC) aprobados por el Consejo Federal de Cultura y Educación. Con la reforma no sólo se redujo sensiblemente la carga horaria de Física, sino que también se reubicó para su enseñanza a docentes de otras ciencias, muchos de los cuales no han recibido la suficiente capacitación específica para la enseñanza de esta disciplina. Por otra parte, y a pesar de que las estrategias didácticas y recursos potenciales para la enseñanza de la Física configuran un gran espectro, se percibe que predominan los tradicionales y existe escaso desarrollo de nuevas estrategias didácticas promotoras de verdaderos aprendizajes.

Al cabo de algo más de una década, en un país caracterizado por grandes diferencias regionales (culturales, socioeconómicas, estructurales, entre otras), este proceso de reforma ha resultado en fragmentación y desigualdad educativas. En este contexto, el MECyT, en acuerdo con distintos sectores y administraciones provinciales, ha llevado adelante diversas acciones (Sileoni, 2005) entre las que se destacan, la construcción de los Núcleos de Aprendizaje Prioritarios (NAP) en todas las áreas disciplinares, para todos los niveles de escolaridad obligatoria y Polimodal, y la promulgación de la nueva Ley de Educación Nacional en diciembre de 2006. Por otro lado, la difusión en la sociedad de las denominadas nuevas tecnologías, entre las que se destacan las tecnologías de la información y la comunicación (TICs), está produciendo cambios insospechados respecto a los originados en su momento por otras tecnologías, como la imprenta. Sus efectos y alcances, no sólo se sitúan en el terreno de la información y la comunicación, sino que lo sobrepasan para llegar a provocar y proponer cambios en la estructura social, económica, laboral, jurídica y política. Sin lugar a dudas, estas tecnologías crean nuevos entornos, tanto humanos como artificiales, de comunicación no conocidos hasta la actualidad, y establecen nuevas formas de interacción de los usuarios con las máquinas donde se desempeñan roles diferentes, a los clásicos de receptor y transmisor de información, y donde el conocimiento contextualizado se construye en la interacción que sujeto y máquina establezcan (Havlik, 2003, Litwin, 2003). Este pensamiento es coincidente con lo expuesto en “Los diez ejes de debate y líneas de acción”, del documento para el debate sobre la Ley de Educación Nacional (Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología, 2006), donde se propone garantizar el derecho de todos y de todas a conocer y dominar las tecnologías de la información.

Por otro lado, es sabido que la dificultad de los alumnos para ingresar a la Universidad y permanecer exitosamente en ella, sobre todo en los primeros años, está relacionada con múltiples factores, siendo uno de los más importantes, la calidad de la formación recibida en el nivel medio/Polimodal. En relación con ello, los autores entienden que en un contexto social e institucional que opera como condicionante, el problema de la calidad está relacionado con la formación de los recursos humanos responsables de enseñar, con las dificultades asociadas al aprendizaje de ciertos contenidos científico-tecnológicos y con las estrategias didácticas desarrolladas.

Atendiendo a la necesidad de mejorar la articulación escuela media/Polimodal y Universidad en el campo de carreras científico - técnicas (Ingenierías y Licenciaturas en Ciencias), los autores se han propuesto desarrollar estrategias de capacitación/actualización de profesores a cargo de asignaturas de Física en dichos niveles en las jurisdicciones correspondientes a las zonas de influencia de distintas universidades nacionales, atendiendo a las necesidades detectadas luego de una investigación diagnóstica preliminar (Concari y otros, 2005).

Concretamente, y en relación con diversos aspectos de la enseñanza de la Física en el nivel medio/Polimodal, la referida investigación está siendo llevada a cabo simultáneamente en seis jurisdicciones, con miradas al problema desde distintos ángulos . Meza y otros (2006), realizaron un estudio acerca de la formación del alumno ingresante a carreras científico-tecnológicas de la Universidad Nacional del Nordeste, identificando deficiencias en su formación, relacionadas con su paso por dichos niveles. Giorgi y Cámara (2006) han analizado los lineamientos establecidos en la Provincia de Santa Fe relacionados a la enseñanza de la Física, los contenidos conceptuales de este espacio curricular que se desarrollan en cinco establecimientos educativos de la región, las planificaciones elaboradas por los mismos, y los contenidos conceptuales que dicen seleccionar y organizar los docentes. Por su parte, Giuliano y otros (2006) han identificado perfiles docentes en el distrito de La Matanza de la Provincia de Buenos Aires, relacionados con la formación y con las estrategias de enseñanza planificadas. Una análisis previo contemplando todas las jurisdicciones elaborado colaborativamente (Marchisio y otros, 2006) aporta a un primer análisis como antecedente del aquí presentado.

En este trabajo se presentan resultados que forman parte de un estudio exploratorio más general. Específicamente se analizan los resultados de una encuesta a docentes de las cinco jurisdicciones implicadas, se caracteriza la formación de los docentes de Física y los recursos didácticos y estrategias que los mismos utilizan en el aula.

Metodología

La encuesta se suministró a un grupo de docentes pertenecientes a escuelas interesadas en el proyecto. No son una muestra aleatoria representativa, sin embargo es posible considerar que los mismos pertenecen a escuelas donde los directivos tienen cierta apertura al cambio y a la participación en actividades de capacitación. La unidad de análisis de la investigación es el docente a cargo de cursos de Física de una muestra intencional de escuelas de las jurisdicciones de Buenos Aires, Chaco, Corrientes, Mendoza y Santa Fe. Los docentes recibieron un formulario autoexplicativo con 20 preguntas cerradas o de respuestas cortas. Los docentes autoevalúan sus conocimientos o habilidades y e indican la frecuencia con la que utilizan una lista de estrategias didácticas.

La validez de contenido de la encuesta se estableció a través de una prueba piloto y del análisis conjunto y consensuado del grupo de investigadores, de las seis universidades.

Las técnicas estadísticas utilizadas han sido descriptivas, análisis de correlaciones bivariadas y multivariables, análisis multidimensional (MDS), de correspondencias múltiples y de componentes principales (ACP), utilizando el programa SPSS. Habiéndose obtenido resultados equivalentes se optó por centrarse en ACP, ya que permitía una mejor interpretación.

Las preguntas centrales de la encuesta se hicieron a través de dos escalas de tipo Likert (Likert, 1932) de cuatro puntos y los resultados se analizaron por el procedimiento estadístico de ACP, según las recomendaciones de algunos autores (Hair y otros, 1999; Utges y otros, 2000) y lo realizado por el grupo de investigación en trabajos anteriores (Álvarez y otros, 2004, Giuliano y otros, 2005a, Giuliano y otros, 2006). Además las dos escalas de tipo Likert incorporadas al cuestionario fueron sometidas a pruebas de confiabilidad utilizando el Alfa de Cronbach, y se obtuvo índices de 0.8, es decir aceptables.

El procedimiento ACP permitió reducir cada una de las escalas a cuatro dimensiones. Por cada una se tomó un indicador como el promedio ponderado de las respuestas a las frases que integran las componentes específicas. Según ese indicador para cada componente se discrimina a los encuestados en tres grupos según la intensidad del indicador en: bajo, medio o alto.

Asumiendo que el profesor de Física es un sujeto social que desarrolla su actividad de enseñar en interacción con directivos y colegas en un contexto escolar, condicionado por circunstancias locales e institucionales, interesa contrastar y vincular en el estudio, el comportamiento de variables e información recabada proveniente de la aplicación de ambas encuestas, pero estos resultados no se presentan en este artículo. 

La muestra está formada por 118 docentes de Física en el nivel Medio / Polimodal pertenecientes a 38 escuelas diferentes cuya distribución porcentual por jurisdicción se observa en el Gráfico I

Gráfico I: Distribución de encuestado por Provincia

Dado el bajo porcentaje de encuestados de la provincia de Corrientes, en la mayoría de los análisis se excluyen estos casos, y se tomará en cuenta en los porcentajes referidos al total de la muestra.

RESULTADOS

Los estudios descriptivos sobre los datos de la encuestas a los docentes permitieron realizar una caracterización de la muestra atendiendo a: formación (Título y capacitación/actualización en ejercicio), horas dedicadas a la enseñanza de la Física en el establecimiento escolar que participa de la investigación, otras áreas o niveles en los que el profesor trabaja como docente, así como en otros ámbitos laborales.

Los docentes a cargo de cursos de Física tienen distinta formación básica (título), entre los encuestados varía según las jurisdicciones consideradas. En general la mitad son docentes de Física que en la mayoría de los casos además lo son de Matemática o Química o Cosmografía. El resto se reparte entre profesores de otras materias (Matemática, Química, Tecnología), profesionales (Ingenieros, Químicos, Bioquímicos, Arquitectos, Agrimensores) y por último un grupo de docentes con sólo nivel medio completo con formación técnica. En el Gráfico II se observa la distribución de títulos según provincia. Se destaca la provincia de Santa Fe ya que las horas se distribuyen entre profesores de Física y profesionales. Por su parte la provincia de Buenos Aires tiene el menor porcentaje de profesores de Física y el más alto de técnicos, lo que indicaría, en general, menor nivel de formación específico comparando con el resto de las jurisdicciones.

En relación con la antigüedad, la Tabla I, Tabla II y el Gráfico III permiten visualizar algunos datos significativos a los fines de analizar la situación laboral de los profesores en las distintas jurisdicciones.

La situación de revista que se observa en la Tabla I, es diferente según la jurisdicción de que se trate. La provincia de Buenos Aires presenta el mayor porcentaje de titulares y de suplentes 95% y 88%, respectivamente, la de Mendoza el menor porcentaje de titulares, 59%, e iguala a la de Santa Fe en el 50% de suplentes. Estas diferencias dependen de la reglamentación para la titularización que define cada jurisdicción.

En general se observa que la mayoría de los docentes además de trabajar en el nivel Polimodal también lo hace en el nivel previo que recibe diferentes nombres según la jurisdicción: Tercer Ciclo de la Educación General Básica (EGB 3) o Secundaria Básica (ESB). Solo un quinto de los encuestados además trabaja en actividades no relacionadas con la docencia (ver Tabla II).

En cuanto a los temas desarrollados por los docentes en sus clases se pueden observar en la Tabla II. Los resultados difieren ligeramente según las jurisdicciones pero sin embargo en todos los casos más del 90% da clases con temas de Mecánica (Energía, Trabajo. Dinámica, Cinemática) y el de menos incidencia es Física atómica.

En el Gráfico III, se pueden observar la antigüedad media en docencia por jurisdicción. Se consideró también la antigüedad media en la enseñanza de Física, la que resulta entre 1 y 2 años menor que la antigüedad general. La antigüedad media de los encuestados varía entre 15 y 18 años; en la provincia de Buenos Aires se encuestaron a los docentes de menor antigüedad y en la de Santa Fe, de la mayor.

Gráfico III: Antigüedad por provincia

La cantidad de horas que semanalmente se dictan en promedio los docentes de Física en general es de 6 años pero difiere según jurisdicción

Autocalificación de conocimientos

A través de la escala Likert que se reproduce en el Anexo I, se realizó el análisis de lo que los docentes “dicen que saben”. Los resultados mostraron estabilidad considerando el total de los casos tanto para la base ponderada como no y también restringidos a cada una de las tres provincias principales. A continuación, en la Tabla IV se reproduce el resultado del procedimiento ACP con rotación Varimax.

Los resultados muestran alta correlación entre las habilidades de los docentes en cuanto a cuatro grupos definidos, que se describen a continuación.

Los conocimientos y habilidades se pueden resumir con el procedimiento ACP en 4 categorías, con un porcentaje del 75% de varianza explicada y valores aceptables de adecuación muestral. Las componentes pueden resumirse conceptualmente en las siguientes:

1. Conocimientos generales de informática en cuanto a los utilitarios más comunes.
2. Conocimientos sobre epistemología, historia de la ciencia, metodología de la investigación.
3. Conocimiento sobre simulaciones en Física y adquisición de datos con PC.
4. Conocimientos sobre la Física en general y la necesaria para ingresar a la universidad

Los conocimientos sobre didáctica de la Física presentan una distribución diferente a las demás habilidades de modo que no pertenece a ninguno de los grupos.

Por cada dimensión se tomó un indicador como el promedio ponderado de las respuestas a las frases que integran las componentes específicas. Según ese indicador, para cada componente se discrimina a los encuestados en tres grupos según la intensidad del indicador en: bajo, medio o alto. Este procedimiento también puede observarse en Giuliano y otros, 2005b, y Giuliano y otros, 2006.

Las autocalificaciones más altas se presentan en Física en general y en didáctica de la enseñanza de la Física. Las más bajas en temas relacionados con la adquisición de datos con PC para experimentación en Física y con softs de simulaciones en Física, a la mitad de los encuestados les interesa capacitarse en estos temas. En cuanto a informática en general las calificaciones son entre medias y aceptables, con un tercio de los encuestados a quienes les interesa capacitarse en ellas; algo similar sucede con los temas referidos a historia y epistemología de la ciencia, aunque no son el mismo tercio de la muestra.

La mayoría considera que saben didáctica de la enseñanza de la Física y Física en general en un nivel entre medio y aceptable (aproximadamente un 80%) y ningún docente declara conocimientos escasos. A este grupo no le interesa, en general, capacitarse en estos temas. Los porcentajes son altos pero la correlación entre ambas variables es baja, sólo reconoce un conocimiento profundo en ambas categorías un 6% del total.

Algo similar sucede con respecto a la didáctica de Física: ninguno dice tener conocimiento escaso mientras que un 60% no quiere cursos de capacitación referidos a la didáctica de la Física.

Estrategias didácticas

A través de una escala Likert (4 puntos) reproducida en el Anexo II, se analizaron las estrategias didácticas utilizadas en el aula considerando lo que los docentes “dicen que hacen”. En primer lugar se destaca la no relación aparente entre las dos escalas de Likert analizadas, es decir no se encontraron relaciones significativas entre lo que los docentes dicen que saben con lo que dicen que hacen, lo que es indicador de la importancia de otras variables que habrá que considerar en el análisis conjunto.

Las “estrategias” representan datos con menor homogeneidad que las “habilidades” por lo que resultó importante el análisis univariado previo. En la Tabla V se resumen los resultados para cada una de las estrategias planteadas: la frecuencia con que es utilizada en el aula, la importancia asignada por los docentes, y la indicación de necesidad de la misma.

Tabla V: Estrategias didácticas: frecuencia en que se utiliza, asignación de importancia y necesidad.

Para analizar las diferencia en las frecuencias de utilización de las estrategias didácticas se analizaron las diferencias de proporción (p<0.05) con prueba t. Los resultados muestran diferencias significativas para 10 de las 13 estrategias analizadas. Las estrategias más utilizadas son las tradicionales, explicación en el pizarrón (E1) y resolución de problemas tipo (E7), pero comparten el tercer lugar debates sobre relaciones entre contenidos de Física y situaciones de vida cotidiana (E11) y comunicaciones orales de los alumnos (E5). Entre las menos utilizadas se encuentran las relacionadas con el laboratorio (E2, E3, E6, E9), el empleo de recursos informáticos (E10) y los debates relacionados con temas de incumbencia social (E12). En cuanto a las demás estrategias son utilizadas por aproximadamente la mitad de los encuestados.

En cuanto a la importancia asignada a las estrategias, las mismas son positivamente valoradas entre un 43% de los docentes y un 61%. Es notorio que la más importante es considerada la utilización del laboratorio, mientras que sólo el 13% la utiliza frecuentemente. Se consideran de menor importancia a los debates con incumbencia social.

La consideración de la necesidad de la estrategia oscila entre un 8% y un 19%. Se destaca que mientras sólo un 8% considera necesaria la estrategia de comunicaciones orales (E5), es utilizada frecuentemente por el 78% de los encuestados. Es notorio que el 19% considera necesaria la resolución de problemas experimentales (E9) y que también el 19% de los encuestados la utiliza frecuentemente; sin embargo ningún encuestado comparte ambos grupos, ninguno de los que la utiliza con frecuencia la asigna como necesaria.

A través de la escala Likert se realizó el análisis multivariado de las estrategias. Los resultados mostraron cierta estabilidad, aunque menor que en las habilidades. Por lo tanto se seleccionaron 6 componentes que destacaban los pares de variables relacionadas y a su vez los resultados se validaron con análisis de contingencias considerando las estrategias como variables nominales. Luego, se agruparon aquellas que mostraban asociación a través de las diferentes técnicas. A continuación, en la Tabla V se reproduce el resultado del ACP con rotación Varimax, se explica casi el 60% de la varianza total. Se obtuvo un valor aceptable de adecuación muestral y se rechazó el test de esfericidad de Bartlett. En la Tabla VI se pueden observar los pesos factoriales de cada estrategia con respecto a cada componente.

CoE1: Experiencias grupales de laboratorio y elaboración de informes escritos.

CoE2: Debates sobre relaciones entre contenidos de física y situaciones de vida cotidiana y discusiones finalizar actividades

CoE3: Explicación en el pizarrón y resolución de problemas tipo

CoE4: Comunicaciones orales de los alumnos

CoE5: Estrategias con empleo de recursos informáticos y/o medios audiovisuales

CoE6: Investigación bibliográfica.

Las estrategias que mostraron estar fuertemente asociadas considerando las diferencias por jurisdicción se resumen en las tres primeras componentes y son las que mejor discriminan entre los encuestados. Para cada encuestado se obtuvo un promedio ponderado por el peso factorial en estos factores y luego se agrupó teniendo en cuenta la segmentación de la variable en 3 intervalos iguales. Los resultados se muestran a continuación en los gráficos V  a VII.

Gráfico V: Comp 1 Estrategias - laboratorio

En el Gráfico V se observa la poca utilización del recurso didáctico de laboratorio. La mayoría señala como dificultad para este recurso la carencia de personal auxiliar de laboratorio y las carencias de tiempo para la preparación y desarrollo de las experiencias, y por último la carencia de material y las indisciplinas de los alumnos.

Gráfico VI Comp 2 Estrategias - Debate

En el gráfico VI se observa la utilización media del recurso didáctico de debate. La mayoría señala como dificultad para este recurso y las carencias de tiempo para la preparación y desarrollo de la experiencia y las indisciplinas de los alumnos.

Gráfico VII: Comp 3 Estrategias - Pizarrón

En el Gráfico VII se observa la abundante utilización del recurso didáctico de pizarrón y problemas tipo Por último se analizan las diferencias de implementación de estrategias didácticas según las tres jurisdicciones estudiadas, en el Gráfico VIII se observan las mismas. Sólo se colocaron las estrategias donde pueden observarse diferencias, aunque en general éstas son poco significativas.

En el Gráfico VII se observa la abundante utilización del recurso didáctico de pizarrón y problemas tipo Por último se analizan las diferencias de implementación de estrategias didácticas según las tres jurisdicciones estudiadas, en el Gráfico VIII se observan las mismas. Sólo se colocaron las estrategias donde pueden observarse diferencias, aunque en general éstas son poco significativas.

Gráfico VIII Estrategias por Provincias

En el Gráfico VIII se observan diferencias inferiores a uno lo que no es representativo (p<0.05) según la muestra, solo indican algunas tendencias que habría que contrastar.

Discusión final

La muestra no es representativa del total de las Jurisdicciones ya que intencionalmente se seleccionaron para este trabajo escuelas de distintas características (en cuanto a tamaño, modalidades de estudios y de gestión, ubicación geográfica y entorno social al que atienden), pero que básicamente cumplieran el requisito de pertenecer al grupo de las que históricamente aportan alumnos a las carreras científico – técnicas de cinco  universidades involucradas en la investigación.

Los resultados hacen referencia a las condiciones laborales, políticas e institucionales y su incidencia sobre las decisiones didácticas; a un ambiente escolar tensionado por factores aparentemente exógenos a las prácticas. Entre ellas, destacamos: disminución de la carga horaria de Física, la necesidad de los docentes de acumular horas de docencia no importa dónde, o en qué nivel, la preocupación por la estabilidad laboral o la lucha por el alcance de la titularidad, el bajo interés por una capacitación / actualización desvirtuada, no siempre valorada como un ingrediente decisivo para la mejora de sus prácticas. Entendemos que todo ello desgasta, operando en muchos casos negativamente sobre el entusiasmo por la innovación.  

En relación con el casi nulo empleo de estrategias de TICs, más allá de los condicionantes encontrados, es claro que existe globalmente un escaso conocimiento de ellas  por parte de los profesores. Consideramos que una de las causas es que no se ofrece adecuada formación en el área, centrándose gran parte de ella en la utilización de esos recursos, y no en la exploración de las TICs en el contexto educativo con la producción de materiales de apoyo para la integración curricular de las mismas. 

Por último, entendemos que el relevamiento de necesidades y demandas no debiera ser una acción fortuita, o casual de algún grupo esporádico, sino que esta tarea debe ser contemplada efectivamente como acción institucionalizada y estable, que permita el diagnóstico y la reorientación permanente de la oferta, brindando al mismo tiempo condiciones adecuadas. Este es el sentido de una capacitación situada, autogestionada por instituciones o redes interinstitucionales, pero a la vez más redituable en términos de mejora de las prácticas.

Agradecimientos

Este trabajo se ha realizado en el marco de los proyectos:

“Estrategias de enseñanza de la Física para una articulación nivel Medio/Polimodal y Universidad” (PICT 4/13646 - CAI+D 2005 06/31)

“Incorporación de Tecnologías de la Información y la Comunicación en la Enseñanza de las Ciencias Físicas y Evaluación de su impacto” (C071- UNLaM)

“Caracterización de la formación docente inicial en física en Argentina” (PICT2006– 01427, ANPCyT)

“Caracterización de la formación docente inicial en física en la Provincia de Santa Fe” (CAI+D2009 59/255 UNL)

ANEXOS

ANEXO I

16. Indique en el siguiente cuadro cómo autocalificaría sus conocimientos en los siguientes ítems

ANEXO 2

17. Considere las siguientes estrategias didácticas y en base a los desarrollos de sus clases, complete la siguiente  tabla.

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Análisis multivariado para la caracterización de perfiles de docentes de física

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Ciencia y Técnica Administrativa - CyTA