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Educación en química

En Samara , Rusia, los niños mezclan productos químicos en tubos de ensayo como parte de un programa práctico de enseñanza de química . Alumnos en un aula de laboratorio, Readin...

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En Samara , Rusia, los niños mezclan productos químicos en tubos de ensayo como parte de un programa práctico de enseñanza de química .
Alumnos en un aula de laboratorio, Reading, Inglaterra (1945)

La educación química (o didáctica de la química ) es el estudio de la enseñanza y el aprendizaje de la química . Es un subconjunto de la educación STEM o de la investigación educativa basada en disciplinas (DBER). [ 1 ] Los temas en la educación química incluyen comprender cómo aprenden química los estudiantes y determinar los métodos más eficientes para enseñarla. Existe una necesidad constante de mejorar los currículos de química y los resultados del aprendizaje con base en los hallazgos de la investigación en educación química (CER). La educación química puede mejorarse cambiando los métodos de enseñanza y brindando capacitación adecuada a los instructores de química, en diversas modalidades, incluyendo clases magistrales, demostraciones y actividades de laboratorio.

Importancia

La enseñanza de la química es importante porque este campo es fundamental para nuestro mundo. El universo se rige por las leyes de la química, mientras que los seres humanos dependemos del correcto desarrollo de las reacciones químicas en nuestros cuerpos. [ 2 ] Descrita como la ciencia central , la química conecta las ciencias físicas con las ciencias biológicas y las ciencias aplicadas . La química tiene aplicaciones en la alimentación , la medicina , la industria , el medio ambiente y otras áreas. [ 3 ] Aprender química permite a los estudiantes conocer el método científico y desarrollar habilidades de pensamiento crítico , razonamiento deductivo , resolución de problemas y comunicación . Enseñar química a los estudiantes desde temprana edad puede aumentar su interés en las carreras STEM . [ 4 ] La química también proporciona a los estudiantes muchas habilidades transferibles que pueden aplicarse a cualquier carrera. [ 5 ]

Estrategias de enseñanza

El método más común para enseñar química es la clase magistral con un componente práctico de laboratorio. Los cursos de laboratorio se convirtieron en una parte fundamental del currículo de química a finales del siglo XIX. El científico alemán Justus von Liebig desempeñó un papel crucial en la transición del modelo de clase magistral con demostraciones a uno que incluía un componente práctico de laboratorio. Liebig fue uno de los primeros químicos en realizar prácticas de laboratorio, y su metodología se popularizó en Estados Unidos gracias a los esfuerzos de Eben Horsford y Charles W. Eliot . Tras trabajar en el laboratorio de Liebig, Horsford regresó a Estados Unidos y contribuyó a la creación de la Escuela Científica Lawrence en la Universidad de Harvard . La escuela se inspiró en la metodología de Liebig y estableció el primer curso de laboratorio de química. Dos años después, Charles W. Eliot comenzó a colaborar como voluntario en el laboratorio. El interés de Eliot por el laboratorio creció, y finalmente lo dirigió. Posteriormente, Eliot fue elegido presidente de Harvard en 1869. Eliot también desempeñó otros cargos importantes en el ámbito educativo, lo que le permitió influir en la adopción generalizada de los métodos de laboratorio. [ 6 ] Hoy en día, la Sociedad Estadounidense de Química para la Formación Profesional exige que los estudiantes obtengan 400 horas de experiencia de laboratorio, además de la química introductoria, para obtener una licenciatura. De manera similar, la Real Sociedad de Química exige que los estudiantes obtengan 300 horas de experiencia de laboratorio para obtener una licenciatura. [ 7 ]

Sin embargo, desde el siglo XXI, el papel de los cursos de laboratorio en el currículo de química ha sido cuestionado en importantes revistas. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] El principal argumento en contra de los cursos de laboratorio es que hay poca evidencia de su impacto en el aprendizaje de los estudiantes. Los investigadores se hacen preguntas como "¿por qué tenemos trabajo de laboratorio en el currículo? ¿Qué es distintivo del trabajo de laboratorio que no se puede cubrir en otro lugar del currículo?" [ 7 ] Los investigadores buscan evidencia de que la inversión de espacio, tiempo y recursos en laboratorios de química aporta valor al aprendizaje de los estudiantes.

Teorías de la educación

Existen diversas perspectivas filosóficas que describen cómo se lleva a cabo el trabajo en la enseñanza de la química.

Perspectiva del profesional

La primera es lo que podríamos llamar la perspectiva del profesional , en la que las personas responsables de la enseñanza de la química (maestros, instructores, catedráticos) son quienes, en última instancia, definen la educación química con sus acciones.

Perspectiva de los educadores químicos

Una segunda perspectiva la define un grupo autodenominado de educadores químicos , miembros del profesorado e instructores que, en lugar de declarar su interés principal en un área típica de investigación de laboratorio ( química orgánica , inorgánica , bioquímica , etc.), se interesan en contribuir con sugerencias, ensayos, observaciones y otros informes descriptivos de la práctica al dominio público, a través de publicaciones en revistas, libros y presentaciones. El Dr. Robert L. Lichter, entonces director ejecutivo de la Fundación Camille y Henry Dreyfus, hablando en una sesión plenaria en la 16.ª Conferencia Bienal sobre Educación Química (reuniones recientes de la BCCE:,), planteó la pregunta de por qué existen términos como "educador químico" en la educación superior, cuando existe un término perfectamente respetable para esta actividad, a saber, "profesor de química". Una crítica a esta visión es que pocos profesores aportan alguna formación formal o experiencia en educación a sus trabajos, y por lo tanto carecen de una perspectiva profesional sobre la enseñanza y el aprendizaje, en particular sobre los descubrimientos realizados acerca de la enseñanza eficaz y cómo aprenden los estudiantes.

Un profesor y un alumno observan las nubes de humo y la brillante llama que se producen en el borde de una mesa.
Demostración en una clase de química

Investigación en educación química (CER)

Una tercera perspectiva es la investigación en educación química (IEQ). La IEQ es un tipo de investigación en educación basada en la disciplina (IEBD) que se centra en la enseñanza y el aprendizaje de la química. Un objetivo primordial para los investigadores en educación química es ayudar a los estudiantes a desarrollar un conocimiento de la química "similar al de un experto" (coherente y útil). [ 11 ] Por lo tanto, el campo de la IEQ implica investigar:

  • cómo los estudiantes construyen su comprensión de los fenómenos químicos y desarrollan habilidades prácticas relevantes para la disciplina;
  • cómo los hallazgos de la CER pueden servir de base para el diseño curricular, por ejemplo, sugiriendo ciertos objetivos de aprendizaje y enfoques didácticos;

y desarrollando instrumentos para medir lo anterior. [ 1 ] [ 11 ]

Siguiendo el ejemplo de la investigación en educación física (PER), la investigación en educación química (CER) tiende a tomar las teorías y métodos desarrollados en la investigación en educación científica preuniversitaria, que generalmente se lleva a cabo en las Facultades de Educación, y aplicarlos para comprender problemas comparables en entornos postsecundarios (además de los preuniversitarios). Al igual que los investigadores en educación científica, los profesionales de la CER tienden a estudiar las prácticas docentes de otros en lugar de centrarse en sus propias prácticas en el aula. La investigación en educación química se lleva a cabo típicamente in situ utilizando sujetos humanos de escuelas secundarias y postsecundarias. La investigación en educación química utiliza métodos de recopilación de datos tanto cuantitativos como cualitativos. [ 12 ] [ 13 ] Los métodos cuantitativos generalmente implican la recopilación de datos que luego pueden analizarse utilizando diversos métodos estadísticos. Los métodos cualitativos incluyen entrevistas, observaciones, análisis de documentos, diarios y otros métodos comunes en la investigación en ciencias sociales. [ 12 ] [ 14 ]

La investigación sobre la enseñanza y el aprendizaje (SoTL)

También existe una perspectiva emergente denominada La investigación sobre la enseñanza y el aprendizaje (SoTL). [ 15 ] Si bien existe debate sobre la mejor manera de definir SoTL, una de las prácticas principales consiste en que los docentes de las disciplinas principales (química orgánica, inorgánica, bioquímica, etc.) desarrollen una visión más informada de sus prácticas, de cómo llevar a cabo la investigación y la reflexión sobre su propia enseñanza, y sobre qué constituye una comprensión profunda en el aprendizaje de los estudiantes. [ 16 ]

Enfoque de pensamiento sistémico

En 2017, el proyecto Pensamiento Sistémico en la Educación Química (STICE) propuso un enfoque de pensamiento sistémico para la educación (post)secundaria en química general. [ 17 ] La educación química se ha basado en gran medida en un enfoque reduccionista , que implica estudiar un tema complejo como la suma de sus partes. Un enfoque reduccionista es beneficioso para aumentar nuestro conocimiento del mundo natural, sin embargo, es insuficiente para abordar problemas globales : sostenibilidad, cambio climático, contaminación, pobreza, etc. Debido a las limitaciones de un enfoque reduccionista, los investigadores sugieren un enfoque complementario de pensamiento sistémico en la educación química. [ 18 ] [ 19 ] Un enfoque de pensamiento sistémico implica aprender conceptos con una perspectiva holística, lo que permite a los estudiantes de química pensar críticamente sobre cómo la química se relaciona con problemas sociales más amplios. Los investigadores creen que un enfoque reduccionista, complementado con un enfoque de pensamiento sistémico, puede producir químicos con mentalidad global. [ 18 ]

Revistas académicas

Varias revistas publican artículos relacionados con la enseñanza de la química. Algunas se centran en niveles educativos específicos (escuelas y universidades), mientras que otras abarcan todos los niveles. Los artículos incluyen desde informes sobre prácticas en el aula y el laboratorio hasta investigaciones pedagógicas.

Las investigaciones en didáctica de la química también se publican en revistas especializadas en el campo más amplio de la enseñanza de las ciencias .

Titulaciones que se ofrecen en química

Estados Unidos ofrece titulaciones en educación química a nivel de pregrado y posgrado . Se ofrecen las siguientes titulaciones:

Además, las universidades ofrecen títulos en química con especialización en didáctica de la química. Algunos ejemplos son:

Los estudiantes de pregrado interesados ​​en la química pueden especializarse en las siguientes áreas:

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Investigación en educación basada en disciplinas: comprensión y mejora del aprendizaje en ciencias e ingeniería a nivel de pregrado . National Academies Press. 2012. ISBN 978-0-309-25411-3.
  2. ↑ Munroe, Charles E. (enero de 1925). "Importancia de la enseñanza de la química" . Journal of Chemical Education . 2 (1): 67. Bibcode : 1925JChEd...2...67M . doi : 10.1021/ed002p67 . ISSN 0021-9584 . 
  3. ↑ "Áreas de la Química" . Sociedad Química Estadounidense . Consultado el 18 de marzo de 2021 .
  4. ↑ 20 de agosto, Publicado en; Divulgación, 2018-Comunidad; Sin categorizar (2018-08-20). "La importancia de enseñar química a los niños" . Chemceed . Recuperado el 19 de marzo de 2021 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  5. ↑ "Química | Centro de Carreras Universitarias" . careercenter.umich.edu . Consultado el 18 de marzo de 2021 .
  6. ↑ Sheppard, Keith; Horowitz, Gail (abril de 2006). "De Justus von Liebig a Charles W. Eliot: El establecimiento del trabajo de laboratorio en las escuelas secundarias y universidades de EE . UU." . Journal of Chemical Education . 83 (4): 566. Bibcode : 2006JChEd..83..566S . doi : 10.1021/ed083p566 . ISSN 0021-9584 . 
  7. 1 2 3 Seery, Michael K. (2020-06-09). "Estableciendo el laboratorio como el lugar para aprender a hacer química" . Journal of Chemical Education . 97 (6): 1511– 1514. Bibcode : 2020JChEd..97.1511S . doi : 10.1021/acs.jchemed.9b00764 . ISSN 0021-9584 . 
  8. ↑ Bretz, Stacey Lowery (12 de febrero de 2019). "Evidencia de la importancia de los cursos de laboratorio" . Journal of Chemical Education . 96 (2): 193– 195. Bibcode : 2019JChEd..96..193B . doi : 10.1021/acs.jchemed.8b00874 . ISSN 0021-9584 . 
  9. ↑ Hofstein, Avi; Mamlok-Naaman, Rachel (1 de abril de 2007). "El laboratorio en la educación científica: estado del arte" . Chemistry Education Research and Practice . 8 (2): 105–107 . doi : 10.1039/B7RP90003A . ISSN 1756-1108 . 
  10. ↑ Reid, Norman; Shah, Iqbal (1 de abril de 2007). "El papel del trabajo de laboratorio en la química universitaria" . Chemistry Education Research and Practice . 8 (2): 172– 185. doi : 10.1039/B5RP90026C . ISSN 1756-1108 . 
  11. 1 2 Cooper, Melanie M.; Stowe, Ryan L. (27 de junio de 2018). "Investigación en educación química: del empirismo personal a la evidencia, la teoría y la práctica informada" . Chemical Reviews . 118 (12): 6053– 6087. doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00020 . ISSN 0009-2665 . PMID 29893111 .  
  12. 1 2 Fundamentos de la investigación en educación química . Sociedad Química Estadounidense. 2008. ISBN 9780841269583.
  13. ↑ Herramientas de la investigación en educación química . Serie de simposios de la Sociedad Química Estadounidense. 2014.
  14. ↑ Heady, JE; Coppola, BP; Titterington, LC (2001). "3. Estándares de evaluación" . En Siebert, ED; McIntosh, WJ (eds.). Rutas universitarias hacia los estándares de educación científica . NSTA Press. pp. 57–63 . ISBN  978-0-87355-193-9.
  15. ↑ Coppola, BP (2007). "Las teorías más bellas…" . Journal of Chemical Education . 84 (12): 1902–11 . Bibcode : 2007JChEd..84.1902C . doi : 10.1021/ed084p1902 .
  16. ↑ Coppola, BP; Jacobs, D. (2002). "¿Es la investigación sobre la enseñanza y el aprendizaje algo nuevo en la química?" . En Huber, MT; Morreale, S. (eds.). Estilos disciplinares en la investigación sobre la enseñanza y el aprendizaje: explorando puntos en común . Asociación Estadounidense para la Educación Superior. pp. 197–216 . ISBN  978-1-56377-052-4.
  17. ↑ "IOCD: Pensamiento sistémico en la enseñanza de la química - Proyecto STICE" . www.iocd.org . Archivado del original el 19 de abril de 2021. Consultado el 19 de abril de 2021 .
  18. 1 2 Orgill, MaryKay; York, Sarah; MacKellar, Jennifer (10 de diciembre de 2019). "Introducción al pensamiento sistémico para la comunidad de educación química" . Journal of Chemical Education . 96 (12): 2720– 2729. Bibcode : 2019JChEd..96.2720O . doi : 10.1021/acs.jchemed.9b00169 . ISSN 0021-9584 . 
  19. ↑ "Revista de Educación Química | Vol. 96, n.º 12" . pubs.acs.org . Archivado del original el 29 de enero de 2020. Consultado el 19 de abril de 2021 .
  20. ↑ "Información sobre el servidor de la biblioteca WWW para Chem. Edu. J. (CEJ)" . 5 de mayo de 2015. Archivado del original el 5 de mayo de 2015. Consultado el 3 de abril de 2021 .
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