MARTHA SOFÍA GONZÁLEZ RIVAS

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ESTUDIO DE COMPETENCIAS CIENTÍFICAS PARA EL APRENDIZAJE Y LA ENSEÑANZA DE CIENCIAS EN UNDÉCIMO GRADO A MEDIANTE EL APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS.

MARTHA SOFÍA GONZÁLEZ RIVAS

UNIVERSIDAD DE CORDOBA

FACULTAD DE EDUCACION Y CIENCIAS HUMANAS MAESTRÍA EN EDUCACIÓN

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ESTUDIO DE COMPETENCIAS CIENTÍFICAS PARA EL APRENDIZAJE Y LA ENSEÑANZA DE CIENCIAS EN UNDÉCIMO GRADO A MEDIANTE EL

APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS.

MARTHA SOFÍA GONZÁLEZ RIVAS

Trabajo de grado presentado como requisito para obtener el Título Magister en Educación

Dra. ELVIRA PATRICIA FLÓREZ NISPERUZA Directora

UNIVERSIDAD DE CORDOBA

FACULTAD DE EDUCACION Y CIENCIAS HUMANAS MAESTRÍA EN EDUCACIÓN

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PRINCIPIOS ÉTICOS Y DERECHOS DE AUTOR

Los datos suministrados en la presente investigación serán usados con fines estrictamente informativos, el autor protegerá la identidad de los sujetos participantes. Además, no hubo parcialidad ni inclinación en la Institución Educativa participante y los resultados obtenidos fueron veraces sin modificación por parte del autor.

ARTI 61. La responsabilidad ética, legal y científica de las ideas, conceptos y resultados del proyecto, serán responsabilidad de los autores (acuerdo 093 del 26 de noviembre del 2002)

vi NOTA DE ACEPTACIÓN ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________

Firma del Jurado

Firma del Jurado

v

AGRADECIMIENTOS

Al terminar Mi tesis de grado de maestría, agradezco en primer lugar a Dios por darme la vida, la sabiduría, por ser mi guía, mi confianza y compañía en cada momento.

A toda mi familia: a mi amada madre Martha, quien con su amor y sacrificio, me ha brindado su apoyo incondicional en el trasegar de la vida; a Javier, por ser como mi padre y apoyarme en momentos difíciles; a mis hermanos, Elkin y Sandra, quienes me motivan a seguir adelante cada día; a mis sobrinos, quienes me inspiran a continuar en este proceso de formación y a ser ejemplo para ellos en el logro de sus metas; a mi hija Samara, quien es el motor que me impulsa a no desfallecer, quien con sus gestos y ternura me hacen ser mejor cada día; A mi amado esposo,

Hernán, quien es mi apoyo incondicional y mi compañía.

A mi directora la Doctora Elvira Patricia Flórez Nisperuza, quien con exigencia, disciplina, confianza y alto profesionalismo, me brindó de principio a fin las herramientas vitales para poder culminar este proceso satisfactoriamente y sellar mi proyección académica.

A la Maestría en Educación Sue Caribe de la Universidad de Córdoba, por abrirme sus puertas nuevamente en este proceso de formación de alto nivel investigativo y poder realizar mí sueño como magíster en Educación.

A la Institución Educativa, Germán Gómez Peláez, por brindarme un espacio para realizarme como profesional, al igual, que su apoyo durante la realización de este trabajo. A mis estudiantes, actores clave de la investigación, gracias por atender con agrado y alegría este llamado. A mis

vi

compañeros de trabajo, gracias infinitas por acompañarme y colaborarme durante todo este

camino de vida investigativa y académica.

A todas las personas que de una u otra manera me ayudaron a alcanzar este logro, ya sea con su

apoyo moral, económico o con material didáctico, proporcionados a lo largo de mi formación como magíster en Educación de la Universidad de Córdoba.

DEDICATORIA

Dedico esta investigación a Dios por darme la fuerza de voluntad, la sabiduría y la salud para poder alcanzar mis metas.

A mi amado angelito Vladimir, quien me ilumina y cuida mi andar.

A mí amada hija Samara, por ser el arco iris que alumbran mi existencia y motivación para superarme cada día más.

A mi madre quien es mi amiga, compañera fiel y apoyo incondicional en este trascender de la vida.

A mi esposo por apoyarme, motivarme, por ser mi cómplice en cada proyecto, brindarme su comprensión, amor, paciencia y ayuda en todo momento.

2 Tabla de contenido

LISTA DE ILUSTRACIONES: ... 6

LISTA DE TABLAS ... 7

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ... 10

1.1. Descripción del problema... 10

1.2. Formulación de la pregunta problema ... 15

2. OBJETIVOS ... 16 2.1. Objetivo general ... 16 2.2. Objetivos específicos... 16 3. JUSTIFICACIÓN ... 17 4. MARCO REFERENCIAL ... 22 4.1. Antecedentes de la investigación ... 22 4.1.1. Antecedentes internacionales ... 22 4.1.2. Antecedentes nacionales ... 30 4.1.3. Antecedentes Regionales ... 37 4.2. Marco Teórico-Conceptual. ... 45

4.2.1. Competencias científicas y enseñanza de las Ciencias naturales ... 45

4.2.2. Aprendizaje basado en problemas (ABP) una metodología pertinente para la enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias naturales ... 51

3 4.2.3. Unidades didácticas como escenario de planeación en la enseñanza de las Ciencias

Naturales. ... 56

4.3. Marco Contextual ... 60

4.3.1. Municipio de Puerto libertador ... 60

4.3.2. Institución Educativa Germán Gómez Peláez ... 61

4.4. Marco legal de la investigación ... 62

5. METODOLOGÍA ... 64

5.1. Diseño metodológico... 64

5.2. Tipo de investigación. ... 65

5.3. Enfoque: Estudio de caso. ... 68

5.4. Población y muestra (participantes) ... 69

5.5. Fases de la investigación ... 70

5.5.1. Fase de diagnóstico y de exploración del contexto ... 70

5.5.2. Fase de organización y análisis de percepciones docentes ... 71

5.5.3. Fase diferenciaciòn………75

5.5.4. Fase de diseño de propuesta didáctica. ... 71

5.6. Técnicas e instrumentos de recolección de la información. ... 73

5.6.1. Observación directa: ... 73

5.6.2. Ejercicio de autoevaluación ... 74

4

5.7. Análisis de la información y Triangulación ... 75

5.7.1. Triangulación por estamentos ... 76

5.7.2 Triangulación teórica ... 77

6. ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ... 77

7. PROPUESTA:... 108

8. CONCLUSIONES ... 131

9. RECOMENDACIONES ... 132

9. REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS... 133

10. ANEXOS ... 155

Anexo 1. Formato para presentar problemática ambiental. ... 155

Anexo 2. Registro fotográfico de la aplicación del instrumento de autoevaluación a los estudiantes. ... 156

Anexo 3. Imagen Ficha de observación ... 157

Anexo 4. Consentimiento informado ... 158

Anexo 5. Lista de cotejo. Ejercicio de autoevaluación ... 159

Anexo 6. Guía de entrevista ... 160

Anexo 7. Diseño metodològico ……….164

6 LISTA DE ILUSTRACIONES:

Ilustración 1 resultados c. Naturales prueba saber 11. ... 12

Ilustración 2. Mapa municipio de puerto libertador ... 60

Ilustración 3.escudo de la institución educativa germán gómez peláez ... 61

Ilustración 4. Diseño metodológico. ... 64

Ilustración 5. Triangulación por estamentos ... 76

Ilustración 6. Triangulación teórica ... 77

Ilustración 7. Aspectos por mejorar en el contexto del aula ... 82

Ilustración 8. Respuestas lista de cotejo aplicada a estudiantes ... 84

Ilustración 9.categoria 1 y subcategorías de la lista de cotejo ... 88

Ilustración 10. Categoría 2 y subcategorías de la entrevista a docentes ... 98

Ilustración 11. Aspectos que fundamentan la propuesta didáctica ... 106

7 LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Resultados puebas pisa 2015 ... 11

Tabla 2. Resultados C. Naturales Prueba sabe11……….17.

Tabla 3. Población y muestra. ... 70

Tabla 4. Fases de investigación. ... 72

Tabla 5. Codificación utilizada ... 78

Tabla 6. Observación del contexto del aula ... 79

Tabla 7. Codificación de los interrogantes de la lista de cotejo. ... 85

Tabla 8. Sistema categorial de la lista de cotejo ... 86

Tabla 9. Codificación de las subcategorías de la entrevista a docentes ... 93

Tabla 10. Sistema de categorías de la entrevista a docentes ... 94

Tabla 11. Síntesis de categorías y subcategorías de análisis. ... 103

Tabla 12. Organización de la unidad didáctica ... 109

Tabla 13. Estándares básicos de competencias en ciencias naturales ... 114

Tabla 14. Planificador docente... 124

Tabla 15. Sesión de clases nº1. ... 125

Tabla 16. Sesión de clases nº 2. ... 127

Tabla 17. sesión de clases nº 3 ... 128

8 RESUMEN

En la actualidad, la explicación de diversos fenómenos asociados a la enseñanza de las ciencias naturales, ha presentado situaciones adversas relacionadas con metodologías tradicionales, la escases de herramientas y recursos de carácter didáctico, afectando desfavorablemente en el aprendizaje y el desarrollo de competencias científicas en los estudiantes.

El objetivo del presente estudio fue analizar la apropiación y el desarrollo de competencias científicas a partir del diseño de una unidad didáctica de Aprendizaje Basado en Problemas en undécimo grado de la Institución Educativa Germán Gómez Peláez de Puerto Libertador-Córdoba. Así mismo, se enmarcó en un tipo de investigación cualitativa, enfocado hacia el estudio de caso, realizado a partir del análisis del contexto del aula de clases, un ejercicio de autoevaluación realizado con 32 estudiantes de grado 11 y entrevistas realizadas a 8 docentes de ciencias naturales de esta institución educativa.

Los hallazgos de esta investigación mostraron que la mayor parte de los estudiantes desconoce la importancia de las competencias científicas, lo cual evidencia un bajo nivel de apropiación sobre estas competencias. De igual forma los docentes muestran poca apropiación respecto al uso de metodologías y estrategias didácticas que favorezcan el aprendizaje y desarrollo de competencias científicas, por tanto se sugiere la implementación de una propuesta didáctica relacionada con el diseño de unidades didácticas bajo el enfoque de aprendizaje basado en problemas para la enseñanza de las Ciencias Naturales.

9 Palabras claves: competencias científicas, aprendizaje basado en problemas, unidad didáctica.

ABSTRACT

At present, the explanation of various phenomena associated with the teaching of natural sciences, has presented adverse situations related to traditional methodologies, the scarcity of tools and resources of a didactic nature, adversely affecting learning and the development of scientific competences in students.

The objective of this study was to improve the appropriation and development of scientific competences from the use of problem-based learning didactic units in eleventh grade students of the Germán Gómez Peláez school of Puerto Libertador-Córdoba. in a type of qualitative research, focused on the case study, carried out from the analysis of the classroom context, a self-evaluation exercise carried out with 32 11th grade students and interviews with 8 natural science teachers from this educational institution .

The findings of this research showed that most of the students are unaware of the importance of scientific competences, showing a low level of ownership of these competences. Similarly, teachers show little appropriation regarding the use of didactic methodologies and strategies that favor the learning and development of scientific competences, therefore the implementation of the didactic proposal related to the design of didactic units under the learning approach based on problems for the teaching of Natural Sciences.

10 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. Descripción del problema

A nivel internacional se evidencia reciente interés para que los procesos de aprendizaje y enseñanza no sólo estén fundamentados desde la preparación académica de los estudiantes, sino desde la necesidad de formar seres humanos, íntegros y competentes. Estos elementos pueden ser abordados desde conocimientos teóricos y sobre todo prácticos que puedan llevar a los alumnos a enfrentarse a la realidad social con un grado mayor de preparación (Tobón, 2015).

Estos aspectos, pueden ser desarrollados desde las diversas áreas del currículo, fomentando de esta forma el desarrollo integral desde la escuela, sin embargo, esto deja abierta la necesidad de analizar con mayor profundidad si estas prácticas van de la mano con las necesidades curriculares de los estudiantes y el desarrollo de competencias.

Esto ocurre, debido a que en los últimos años la realidad educativa del país se encuentra asociada a bajos desempeños en las pruebas que miden el desarrollo de estas competencias. Los resultados de las pruebas realizadas a través del Programa para la Evaluación Internacional de Alumnos (pruebas PISA), muestran dificultades relacionadas con el bajo nivel de dominio de estas competencias, en donde Colombia se encuentra en las últimas posiciones, tal como se muestra a continuación en la Tabla 1.

11 Tabla 1. Resultados puebas Pisa 2015

Fuente. Ministerio de Educación Nacional, 2016

Tal como se evidencia en la tabla 1, Colombia obtuvo una puntuación de 416 en el área de Ciencias naturales y educación ambiental, y se encuentra en el puesto número 62 dentro de 72 países que participaron en esta medición, lo que implica que los resultados obtenidos son muy bajos. Si este promedio se compara con el promedio de los países de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), Colombia se encuentra 77 puntos por debajo de este promedio, lo que refleja un nivel crítico en relación con los resultados internacionales (ICFES, 2016).

De igual forma, estos resultados en el área de Ciencias Naturales y Educación Ambiental, también se reflejan en la realidad nacional, debido a las bajas puntuaciones que presentan gran parte de las Instituciones educativas del país en las pruebas Saber. En estas pruebas se pueden identificar algunas de las competencias que manejan los estudiantes en diferentes áreas del conocimiento (ICFES, 2016). Así mismo, la Institución Educativa Germán Gómez Peláez también evidencia estas problemática, tal como se muestra en los siguientes resultados.

12 Tabla 2. Resultados C. Naturales Prueba saber 11.

Fuente: (ICFES, 2018).

Tal como se muestra en la figura 1, en el área de Ciencias Naturales y Educación Ambiental existe una diferencia importante entre el promedio nacional en relación con el promedio departamental, ya que el primero de estos es de 59.83 mientras que el promedio departamental es de 52.49, lo que implica que el departamento de Córdoba se encuentra 7.34 puntos por debajo de la media nacional. Por otra parte, los resultados de la Institución Educativa Germán Gómez Peláez son más desalentadores ya que presentan un promedio de 45.73, esto muestra que se encuentra 14.1 puntos por debajo del promedio nacional y 6.76 puntos por debajo del promedio departamental, evidenciando de esta forma la necesidad de establecer estrategias que permitan mejorar estos resultados.

13 Profundizando en la realidad particular de la Institución Educativa Germán Gómez Peláez del municipio de Puerto Libertador, en el área de Ciencias Naturales y Educación Ambiental se han desarrollado prácticas para promover el desarrollo de competencias científicas, sin embargo, éstos acercamientos aun no son suficientes para establecer y aprovechar los vínculos que relacionan el aprendizaje con la práctica y aplicabilidad real de estos conocimientos.

En relación con el desarrollo de competencias, Guerrero-Flórez (2019) y Velazco-Sierra y Velazco-Capacho (2018), establecen en sus estudios la necesidad y desarrollo de las competencias científicas mediante diversas estrategias didácticas.

Al momento de hacer referencia a las competencias científicas, se alude a la serie de capacidades que permiten establecer un contacto directo con la Ciencia, dando cuenta de la construcción de los conocimientos que se definen a partir del contacto con los fenómenos de la naturaleza y la sociedad. Por lo cual, dichas competencias recogen y articulan distintas formas de investigación e indagación que se diferencian entre sí, pero que permiten la constitución de la cultura científica, señalando la capacidad de la utilización de ciertos conocimientos que permitan darle una mirada científica a los sucesos que acontecen en la vida real (Hernández, 2005).

En tal sentido, la noción de competencia científica resulta de gran importancia al momento de aportar habilidades para tener certeza de los hechos que ocurren en el medio físico, lo cual, lleva a considerar que los contenidos de la competencia indican una capacidad de actuar y saber hacer en contextos, hecho que permite la utilización de ciertas herramientas o dimensiones del carácter científico, de métodos de acción que sirven para reunir las suficientes pruebas que permitan el desarrollo de la competencia científica asociadas a:

14  Explicación de la realidad natural.

 Reconocimiento de los rasgos claves de la investigación científica.

 Utilización de los conocimientos científicos en la toma de decisiones (Gobierno Vasco, 2009, p. 5).

Hay que resaltar que, los procesos de enseñanza – aprendizaje en el área de Ciencias Naturales promueven el desarrollo del pensamiento crítico con miras a fortalecer competencias en resolución de problemas, aspecto favorecido por el enfoque basado en problemas (ABP), ya que dicho enfoque enfrenta al estudiante con un escenario complejo, no estructurado, en el que él mismo debe sentirse interesado y comprometido para solucionar problemas de su entorno. Para ello, es ineludible que identifique el problema antes de alcanzar una solución (Pérez, 2014), es precisamente este enfoque de ABP el que puede generar el impacto necesario que logre potencializar o fortalecer las competencias en Ciencias Naturales.

Es así como, los procesos de enseñanza y aprendizaje que se han vivenciado en el área de Ciencias Naturales, evidencian una carente planeación docente, no sólo a la población sino también al contexto particular de esta población, desarrollando clases lineales, con poca secuencia didáctica que asegure el tratamiento y valoración de contenidos que articulados garanticen el progreso y la constitución de competencias propias para una enseñanza eficiente y proactiva del profesorado de la institución, dependiendo enormemente de un texto guía desactualizado y generalizado que no garantiza un aprendizaje aplicado al contexto particular de esta población.

15 Por tal motivo, la implementación de los textos guías para el desarrollo de las competencias científicas hasta el momento han ocasionado conformismo pedagógico, olvidando el carácter central de una enseñanza activa que integre los saberes enseñados con la constitución de un pensamiento crítico y resolutivo requeridos. De allí, que resulte oportuno desarrollar una propuesta bajo la cual se empleen unidades didácticas que sean directamente aplicables al contexto particular de los estudiantes de la Institución Educativa Germán Gómez Peláez en el municipio de Puerto Libertador, logrando así una significación mucho mayor en el aprendizaje (Ausubel, 1993).

Entonces, teniendo en cuenta los bajos resultados presentados por los estudiantes de esta Institución educativa, las estrategias de planeación desarticuladas referidas a la poca integración de unidades didácticas en la enseñanza de las ciencias, que favorezcan el desarrollo de competencias concordantes con la naturaleza de la ciencia, surge la siguiente pregunta:

1.2. Formulación de la pregunta problema

¿Cómo analizar las competencias científicas para el aprendizaje y la enseñanza de una unidad didáctica con fundamento en el aprendizaje basado en problemas (ABP) en el grado undécimo de la Institución Educativa Germán Gómez Peláez de Puerto Libertador-Córdoba?

16 2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo general

Analizar las competencias científicas para el aprendizaje y la enseñanza de una unidad didáctica con fundamento en el Aprendizaje Basado en Problemas en el grado undécimo de la Institución Educativa Germán Gómez Peláez de Puerto Libertador-Córdoba.

2.2. Objetivos específicos

 Identificar las competencias científicas en estudiantes de undécimo grado relacionadas con el aprendizaje basado en problemas.

 Identificar el nivel de apropiación de los docentes alrededor de la metodología de enseñanza ABP y el uso de Unidades didácticas.

 Determinar los elementos diferenciadores para el diseño de una propuesta didáctica con fundamento en el ABP y el desarrollo de competencias científicas en el contexto de estudio.

 Diseñar una unidad didáctica bajo el enfoque de aprendizaje basado en problemas para la enseñanza de las ciencias naturales en undécimo grado de la IE Germán Gómez Peláez del municipio de Puerto Libertador-Córdoba.

17 3. JUSTIFICACIÓN

La sociedad actual está sujeta a un mundo en constante cambio, a esta realidad se suma la educación, pues las últimas tendencias visionan hacia la construcción de un proceso formativo donde el estudiante adopta un perfil apropiado al nuevo siglo. Por ello, en el sistema educativo se debe construir el aprendizaje desde la implementación de metodologías y estrategias didácticas que centren su interés en la participación activa y constante del estudiante y promuevan el direccionamiento de su propio conocimiento y la apropiación de las competencias necesarias para enfrentar los desafíos de su entorno.

Surge entonces, la necesidad educativa de formar integralmente, desarrollando desde la escuela habilidades, aptitudes y actitudes en los estudiantes para facilitar la vida en sociedad enfrentando los problemas inmersos en ella, esto se logra fortaleciendo las competencias ciudadanas, aprendiendo a aprender, vivir y convivir con los demás. Vale referir, que hoy día es importante adaptarse a las situaciones de la cotidianidad, adquirir nuevos conocimientos y cuestionar viejos saberes para enfrentar los desafíos del mundo actual.

Por otra parte, los avances asociados a la ciencia, la tecnología, la economía y la cultura, apuntan hacia una posición autoreflexiva y de adaptación a contexto, situación que involucra también a la educación, pues esta debe centrar su horizonte a un nuevo paradigma tomado como elemento activo en el proceso enseñanza-aprendizaje a fin de desarrollar las habilidades necesarias para los estudiantes alcancen éxito en su desempeño personal y profesional, además de ello, orientarse en la motivación, resolución de problemas, trabajo colaborativo, trabajo en equipos y con base a proyectos definidos que constituyan un soporte para el crecimiento. Educar supone ayudar al ser humano en la transformación de su realidad creando nuevas oportunidades (Carneiro, 2009).

18 Otro aspecto fundamental en educación, es la formación de las competencias científicas, desde las cuales la escuela busca desarrollar el pensamiento crítico y la actitud creativa como forma para entender y relacionarse con el entorno y los demás, permitiendo la toma de decisiones frente a situaciones problemáticas de la sociedad y el mundo natural y manifestándose en la manera de actuar, reflexionar y transformar sus propias condiciones de vida.

Según, Hernández (2005) el hombre actual requiere de las competencias científicas para desenvolverse en su mundo, comprenderlo y tomar decisiones sociales. Estos fundamentos respaldan la imperiosa necesidad de educar en ciencias y desarrollar en el estudiante la comprensión del entorno próximo y del mundo natural. Es por esto, que las Ciencias Naturales desde el aula escolar propenden la confrontación entre la apreciación empírica y los hechos científicos que corroboran su contexto a partir de conceptualizaciones y teorías propias del área.

Partiendo de los resultados a nivel nacional de las pruebas saber 11 (ICFES, 2018), se hace evidente la necesidad de implementar estrategias de intervención metodológicas y didácticas. Por eso, esta investigación propone la utilización de unidades didácticas, con el fin de mejorar las competencias científicas en el área de Ciencias Naturales, pues en la Institución Educativa Germán Gómez del municipio de Puerto Libertador se han obtenido resultados no esperados en las pruebas antes mencionadas.

Así mismo, la estrategia de intervención a realizar, se enmarca en las competencias descritas desde los estándares básicos de competencia desde los cuales se orienta la organización de los contenidos del área de Ciencias Naturales con miras a desarrollar conocimientos que le sean de utilidad al estudiantes para su vida en sociedad y en la solución de problemas propias de su cotidianidad (Ministerio de Educación Nacional, 2004).

19 Desde los documentos de lineamientos curriculares, dados por el MEN para el área de Ciencias Naturales, se pretende que los estudiantes desarrollen habilidades o competencias científicas a partir de la interacción y observación de su entorno y que al apropiarse de ellas pueda:

 Explorar hechos y fenómenos.  Analizar problemas.

 Observar, recoger y organizar información relevante.  Utilizar diferentes métodos de análisis.

 Evaluar los métodos.

 Compartir los resultados (MEN, 2004, p. 6).

El desarrollo de las anteriores competencias, se convierte en un aspecto relevante y que devela la pertinencia de este estudio, pues, más allá de compartir conocimientos propios de las Ciencias Naturales, se busca que desde las aulas se formen estudiantes como ciudadanos comprometidos holística e integralmente con la sociedad y sus necesidades, competentes para resolver los problemas de la cotidianidad.

El estudio se realizará en el grado 11, con el objeto de analizar las competencias científicas en relación con el ABP hacia el diseño de una unidad didáctica como estrategia de planeación para desarrollar en los estudiantes el aprendizaje competente y significativo.

La construcción de nuevos conocimientos requiere de la formación progresiva en competencias científicas para el avance de una sociedad, pues, la reflexión científica aporta metodologías que permiten la distinción de premisas por medio de la aplicación del método científico, lo que resalta la importancia que adquiere las competencias científicas y la teorización de las mismas (Wasserman, 2004).

20 La enseñanza de las ciencias naturales, sostiene un modelo estratégico de aprendizaje de los conocimientos producto del método científico, el cual, por medio de la perspectiva pedagógica del aprendizaje basados en problemas, permite un acercamiento empírico y experimental a los objetos de estudio de esta área del saber, razón por la cual, resulta necesario el desarrollo de las habilidades científicas para facilitar el proceso donde docentes y estudiantes, participan en situaciones educativas donde se requiere la crítica, la interrogación, la innovación y la creación de nuevos conocimientos por medio de la investigación y el análisis de situaciones.

Por lo anterior, el desarrollo de las competencias científicas se orienta a comprender la complejidad de los procesos de construcción del conocimiento, por otra parte la actividad científica involucra y articula otros aspectos del aprendizaje, permitiendo la puesta en marcha de una práctica pedagógica enfocada hacia la resolución de los problemas asociados al contexto a partir de saberes. Es innegable que las competencias científicas hacen referencia a la adquisición de conocimiento, pero también aportan significativamente en el enriquecimiento y cualificación de la formación humana (Hernández, 2005).

Este estudio, pretende analizar competencias científicas desde su relación con la metodología de enseñanza de Aprendizaje Basado en Problemas a partir de la construcción de una Unidad didáctica como elemento pedagógico, con esto se visiona hacia el fortalecimiento de los desempeños y por ende en el mejoramiento de los resultados del área de Ciencias Naturales en las pruebas estandarizadas aplicadas por el Ministerio de Educación Nacional, guardando con esto, una estrecha relación con la línea de investigación de la Maestría en Educación, ya que permite la teorización y construcción de saberes prácticos para el desarrollo de los procesos de calidad de aprendizaje en la región cordobesa.

21 Finalmente, la importancia de este estudio en relación con los criterios de calidad de la Maestría en Educación y los indicadores de calidad de la misma, se basan en la motivación dirigida hacia el docente para que se apropie de nuevas estrategias didácticas y así fortalezca el papel protagónico del alumno en el proceso formativo, convirtiendo a la unidad didáctica en una estrategia llamativa e innovadora que rompa con ese esquema tradicional dentro del aula de clase.

22 4. MARCO REFERENCIAL

4.1. Antecedentes de la investigación

A partir del objeto de estudio propuesto para esta investigación, fue realizada una búsqueda de investigaciones de pregrado y postgrado en las distintas bases de datos de revistas indexadas y plataformas de repositorios universitarios, estas fueron seleccionadas a partir de la relación con las categorías propias que marcan el horizonte de esta investigación y fueron resaltadas aquellas que brindaron aporte conceptual y fundamentaron la relevancia y pertinencia de este estudio desde el nivel internacional, nacional y regional.

4.1.1. Antecedentes internacionales

El primer referente fue una investigación de pregrado realizada por Macas (2016) titulada “Estrategias didácticas innovadoras en el aprendizaje significativo de ciencias naturales de los estudiantes de séptimo año de la unidad educativa “chilla” de la provincia del Oro-Ecuador”, en la cual planteó como objetivo principal identificar la importancia de las estrategias pedagógicas en la formación por medio del aprendizaje significativo en el área de Ciencias naturales, evaluando el papel de los docentes, el alcance de aprendizaje y la estrategia diseñada como forma teórica de solucionar el problema educativo, la autora utiliza un enfoque de investigación mixto, cuantitativo-cualitativo desde el cual analiza las diversas realidades que se esconden detrás de la posibilidades de enseñanza de las ciencias naturales, su importancia y su incidencia en la enseñanza de las mismas.

23 En el estudio antes mencionado, se obtuvieron como resultados apreciaciones que permiten identificar falencias en los procesos de aprendizaje-enseñanza de las Ciencias Naturales asociadas a una aplicación poco apropiada de las estrategias didácticas, para la cual el autor destaca la necesidad de que los docentes desde la aplicación de estrategias didácticas faciliten la interiorización de los conocimientos y a la vez un aprendizaje significativo haciendo de uso delas nuevas tecnologías y las prácticas de laboratorio (Macas, 2016).

El estudio realizado por Macas (2016) fue un referente que se consideró pertinente debido a que resalta la importancia de implementar estrategias pedagógicas que apunten al desarrollo de las habilidades y competencias en las Ciencias Naturales, garantizando que el estudiante aprenda de manera significativa los contenidos y conocimientos del área, situaciones que constituyen parte importante del objeto de la investigación a desarrollarse en la IE Germán Gómez Peláez del municipio de Puerto Libertador-Córdoba.

El trabajo de investigación de pregrado realizado en Cuenca, Ecuador, titulado “El Aprendizaje Basado en Problemas (ABP) para la enseñanza de las Ciencias Naturales en Quinto Año de Educación General Básica”, por Contreras & Gualpas (2016); se convierte en el segundo referente de este estudio, este plantea la implementación de la metodología didáctica ABP en el área de Ciencias Naturales para analizar su relación con la formación de la competencias científicas. Además de esto, el autor plantea la elaboración de un manual didáctico en el cual se consigne los métodos, herramientas, estrategias y demás recursos necesarios al momento de facilitar la enseñanza en las Ciencias.

24 Desde un enfoque cualitativo, Contreras & Gualpas (2016) sugieren la comprensión de todos los elementos que entran a desarrollarse en el hecho educativo, desde particularidades de los actores involucrados y los estilos de aprendizajes, los autores concluyen que la utilización de los materiales didácticos por medio de la metodología de Aprendizaje Basado en Problemas, puede facilitar la enseñanza en el área de Ciencias, permitiendo el desarrollo de habilidades en el campo de la ciencia, abordando los problemas de la vida cotidiana relacionados a la lógica y la crítica.

Los aspectos antes mencionados sobre las conclusiones del estudio de Contreras & Gualpas (2016) permiten solidificar la intensión de esta investigación, ya que desde esta se pretenden abordar estrategias didácticas asociadas al ABP, que puedan reflejarse en la apropiación de las competencias científicas en los estudiantes de grado 11 de la I.E Germán Gómez Peláez.

El tercer antecedente importante, está conformado por el libro de compilación de investigaciones y herramientas teóricas utilizadas para la construcción del conocimiento, titulado “la enseñanza de las Ciencias Naturales basada en problemas, qué es un proyecto y cómo trabajarlo en el aula”, editado por Gómez & Quintanilla (2015) que muestra diversas estrategias metodológicas para comprender los elementos centrales del aprendizaje basado en problemas (ABP), apoyados en el método de proyecto vivencial y situacional, lo que llevó a la proposición de distintas hipótesis basadas en las teorías o conceptos emitidos desde la clase.

Esta investigación aportó al presente estudio el análisis sobre un aspecto fundamental de la teoría del aprendizaje significativo, dejando clara la necesidad de fortalecer la resolución de problemas y su aplicación en la realidad, evidenciando lo importante del trabajo en equipo,

25 promoviendo el análisis crítico, generando conciencia de los aprendizajes y en definitivas acercándose a la formación integral.

Se hace pertinente incluir este referente, ya que fortalece la iniciativa de utilizar el enfoque didáctico del ABP, como estrategia para generar avances relacionados con la enseñanza de las ciencias y el desarrollo de las competencias y habilidades propias de las ciencias.

Por otra parte, en cuarto lugar, el artículo investigativo de Núñez-López et al. (2017) titulado “El desarrollo del pensamiento crítico en estudiantes universitarios por medio del Aprendizaje Basado en Problemas, aplicado en la universidad privada de Iguala, Guerrero-México”. Desde este estudio los autores buscaron el desarrollo de habilidades asociadas al conocimiento que generen en el estudiante la capacidad de enfrentar y resolver problemas dentro y fuera del contexto escolar y también el desarrollo de competencias relacionadas con el pensamiento crítico a partir del ABP.

Esta investigación fue aplicada desde un enfoque investigativo de carácter mixto, aplicado a 27 estudiantes universitarios, en esta los autores pudieron determinar que las técnicas relacionadas con el ABP presentaron un efecto apropiado y positivo, pues, permitieron el desarrollo de competencias asociadas a la interpretación y análisis de información, además, desde los resultados obtenidos estos autores resaltan la importancia de incluir en los procesos formativos y educativos, estrategias como el ABP, ya que para ellos, desde estas estrategias se desarrolla en los individuos, la participación activa, el pensamiento crítico y la capacidad para enfrentar las situaciones que se presentan en la sociedad.

Lo anterior guarda relación con la investigación en curso, pues, desde este estudio se pretende que los docentes del área de Ciencias Naturales de la IE Germán Gómez Peláez del

26 municipio de Puerto Libertador-Córdoba, utilicen estrategias de planeación curricular asociadas al Aprendizaje Basado Problemas, desarrollen competencias propias de las Ciencias las cuales permitirán que los estudiantes enfrenten las realidad en sociales en las que se encuentra inmerso.

En quinto lugar, en el artículo titulado “Diseño y análisis de tareas de evaluación de competencias científicas en una unidad didáctica sobre el consumo de agua embotellada para educación secundaria obligatoria”, desarrollado en España, los autores Rodríguez-Mora & Blanco-López (2016) pretendieron entender las competencias científicas y la manera como se vinculan las actividades de enseñanza desde el diseño de una unidad didáctica partir del enfoque del Programa para la Evaluación Internacional de Estudiantes (PISA).

Los resultados de esta investigación arrojaron datos importantes sobre la aplicación de pruebas desde la unidad didáctica encaminadas a la evaluación de las competencias científicas, de lo anterior los autores concluyen manifestando la prioridad de enfocar las estrategias de planeación y evaluación de las competencias científicas, con el fin de lograr el desarrollo de las mismas.

La relación existente entre el anterior referente y el presente estudio, está concebida de acuerdo a la prioridad de implementar la unidad didáctica como estrategia de planeación curricular, con miras a fortalecer el desarrollo de las competencias científicas desde el área de Ciencias Naturales en los estudiantes de grado 11 en la Institución Educativa Germán Gómez Peláez.

En sexto lugar, otro referente importante y que guarda relación desde la aplicación del Aprendizaje basado en problemas es el artículo de investigación de Sepúlveda et al. (2019), titulada: “Aprendizaje basado en problemas: percepción del proceso enseñanza aprendizaje de

27 las ciencias preclínicas por estudiantes de Kinesiología”, este fue desarrollado en la Universidad de la Frontera - Chile. Este estudio tuvo como objeto determinar la percepción de los estudiantes acerca de la aplicación del Aprendizaje basado en problemas en su pensum académico.

Los Autores utilizaron como enfoque metodológico un estudio de caso y aplicaron preguntas abiertas no direccionadas, desde la cuales fueron obtenidos los resultados. Esto apunta a que desde la perspectiva de los estudiantes la utilización de la metodología de trabajo basada en el ABP, resulta ser favorecedora para el desarrollo de competencias que desde los métodos tradicionales no se alcanzan a desarrollar, además, los hallazgos también apuntan a que los estudiantes consideran que ser parte de la construcción de su conocimiento es algo motivador y fundamental en el aprendizaje significativo.

Al establecer una relación del estudio de Sepúlveda et al. (2019) con el estudio en curso, se pudo analizar que es posible determinar la importancia para los estudiantes desde sus propias opiniones y su participación en el proceso formativo, y esto es posible desde la utilización de la metodología del ABP.

Por otra parte, en séptimo lugar, la investigación de Ortega et al. (2017), desarrollada en Cuba, en el Artículo denominado: “El desarrollo de competencias Científicas desde los programas de posgrado”. Se pudo establecer que esta tiene como fin valorar el desarrollo en egresados de programas académicos de maestrías y doctorados el alcance de las competencias científicas, en países latinoamericanos.

El estudio de Ortega et al. (2017), guarda relación con la presente investigación, pues, con el estudio aplicado en la I.E Germán Gómez Peláez, se pretende motivar a los docentes a mejorar sus prácticas implantando la unidad didáctica y en el caso de los estudiantes pretende

28 desarrollar desde la estrategia antes mencionada competencias científicas que le sean útiles en su vida académica y profesional.

En octavo lugar, otro referente importante que se consideró es el trabajo de doctorado desarrollado en Perú, por Rodríguez-Sáenz (2017), denominado “Aprendizaje basado en problemas en el desarrollo del pensamiento crítico y el rendimiento académico en Formación Ciudadana y Cívica”, en esta investigación el autor tiene como objetivo central del estudio comprobar los efectos del Aprendizaje basado en problemas en el desempeño académico de estudiantes de grado 5, este estudio fue desarrollado desde un diseño cuasi-experimental con un grupo experimental y un grupo control.

Es esta investigación, el autor logró determinar a partir de la aplicación de un cuestionario y las escalas de medición la prueba Kuder Richardson, que el aprendizaje basado en problemas si tuvo efecto positivo en el pensamiento crítico, así como en el rendimiento académico de los estudiantes, demostrando con evidencias que el Aprendizaje basado en problemas se convierte en una metodología de enseñanza positiva y que por tanto debería ser tenida en cuenta su utilización en los procesos educativos para lograr el desarrollo de competencias.

Sobre el estudio anterior, se pudo establecer que este determina la pertinencia de la metodología de Aprendizaje basado en problemas en el campo educativo y especialmente realiza validación de la utilización de esta metodología en el desarrollo de competencias desde las aulas de clases.

Por otra parte, en noveno lugar, el artículo de Granado (2018), titulado “El aprendizaje basado en problemas como estrategia didáctica en educación superior”, esta investigación,

29 desarrollada en España, se centró en la implementación de una estrategia enseñanza desde la metodología de Aprendizaje basado en problemas, aplicada a un grupo de estudiantes de la Universidad de Málaga con la intensión de desarrollar la habilidad relacionada con la toma de decisiones.

Como resultado de este estudio se pudo comprobar que la estrategia de enseñanza basada en ABP, permitió a los estudiantes ser partícipes de su propio proceso, además facilitó que los alumnos discutieran, argumentaran y resolvieran retos asociados a su aprendizaje, y desde la perspectiva del docente resultó ser una estrategia satisfactoria, pues permitió la participación activa de los estudiantes.

La pertinencia de este referente para la actual investigación, se expresa desde los resultados anteriores, pues estos permiten determinar que el Aprendizaje basado en problemas es considerado como un método efectivo en la enseñanza y el aprendizaje independientemente del nivel educativo. Hecho que es pertinente para fundamentar la investigación a desarrollar en la Institución Educativa Germán Gómez Peláez.

Finalmente, en décimo lugar, el artículo titulado “El aprendizaje basado en problemas como vía para el desarrollo de competencias en Educación Superior”, realizado por Méndez-Urresta et al. (2017) en Ecuador, tuvo como propósito analizar algunos referentes acerca de estrategias didácticas, centrándose en el Aprendizaje basado en problemas visto como una vía para el desarrollo de competencias en profesionales.

Desde este estudio los autores, lograron demostrar que la utilización del método de Aprendizaje basado en problemas puede facilitar el desarrollo de habilidades y competencias como la resolución de problemas propios de la sociedad actual, logando con ello que el proceso

30 de enseñanza y aprendizaje sea activo y centrado en el aprendizaje de los estudiantes. Todos los referentes anteriormente señalados fundamentan el desarrollo de esta investigación en la en la Institución Educativa Germán Gómez Peláez del municipio de puerto libertador.

4.1.2. Antecedentes nacionales

A nivel nacional se han realizado diversas investigaciones relacionadas con el objeto de estudio de este trabajo, un primer estudio, fue el realizado por García-Ibarra (2015) en la investigación de maestría que lleva por título: “Metodologías didácticas para la enseñanza y aprendizaje de las Ciencias naturales en zonas rurales del municipio de Obando – Valle del Cauca”, realiza un análisis detallado de las estrategias didácticas utilizadas en el procesos de enseñanza de escolares de una zona rural del departamento del Valle del Cauca, con el objetivo de poder propiciar un espacio orientado al aprendizaje significativo.

En este trabajo, desde la perspectiva de un enfoque de trabajo cualitativo se diseñaron los elementos que permiten revisar e identificar la percepción tanto del maestro como de los estudiantes ante las estrategias y metodologías de enseñanza tradicionales de las Ciencias Naturales, lo cual permite establecer nuevas formas para propiciar la participación de los actores educativos generando un ambiente escolar en el cual el aprendizaje significativo sea el mediador de la enseñanza.

Las conclusiones de este estudio señalan que las estrategias y metodologías tradicionales que prescinden de herramientas tecnológicas y de recursos didácticos para la enseñanza de las ciencias son poco favorables para el desarrollo de las habilidades propias de las Ciencias naturales, respecto a esto, la propuesta de García (2015), mediante el diagnóstico de las problemáticas de los estudiantes, busca identificar aquellas rutas y estrategias que puedan

31 permitir dinamizar el proceso de enseñanza combinando recursos didácticos y herramientas tecnológicas.

Lo anterior, fundamenta la pertinencia de implementar estrategias didácticas ligadas a metodologías de enseñanza que favorezcan y fortalezcan el desarrollo de competencias y habilidades científicas.

En segundo lugar, el artículo de Valderrama-Sanabria & Castaño-Riobueno (2017), titulado: “Solucionando dificultades en el aula: una estrategia usando el aprendizaje basado en problemas”, desarrollado en la ciudad de Bucaramanga, este trabajo tiene como finalidad conocer la perspectiva de los estudiantes acerca de la utilización del Aprendizaje Basado en problemas en el desarrollo del currículo asociado con su carrera universitaria.

Desde el uso de una metodología cualitativa y un estudio descriptivo y transversal, y la implementación de un cuestionario como instrumento, el estudio se enfocó en valorar la percepción de los estudiantes sobre la estrategia de enseñanza.

Los autores como resultado obtuvieron opiniones de los estudiantes que se enmarcan en la evaluación positiva y eficaz de la estrategia, asegurando que esta es apropiada para el desarrollo del aspecto investigativo, así mismo, también se consideró su pertinencia para potencializar la autonomía y la responsabilidad en el aprendizaje autónomo y el trabajo en equipo.

Este estudio, se convierte en un referente propicio para esta investigación, pues, coincide en la búsqueda de las opiniones de los participantes del proceso educativo como lo son los docentes y los estudiantes, alrededor de la utilización del ABP como estrategia de enseñanza y aprendizaje.

32 Por otra parte, un tercer estudio, corresponde con el artículo titulado “Las competencias científicas a partir de la gestión del conocimiento en instituciones de educación superior”, realizado por Guzmán et al. (2019) y desarrollado una Institución de Educación Superior de Santander (Colombia), fue realizada como una investigación de tipo descriptiva que busca conocer la perspectiva de los estudiantes sobre el desarrollo de competencias científicas y como componente esencial del aspecto laboral.

Los resultados de esta investigación resaltaron la importancia de las competencias científicas, tanto en el mundo académico como en el laboral, en esta investigación se destacan el desarrollo de relaciones interpersonales e intrapersonales, la capacidad para resolver problemas y el progreso del pensamiento crítico.

Lo anteriormente planteado guarda una estrecha relación con la presente investigación, teniendo en cuenta que en esta investigación, también se pretende desarrollar en los estudiantes competencias científicas que posteriormente les pueden ser útiles para el desarrollo de su vida en sociedad.

En cuarto lugar, otro referente importante, fue el realizado por Pérez (2014) en Floridablanca, este autor realizó un estudio de maestría titulado “El ABP - una estrategia didáctica en el desarrollo de procesos de pensamiento científico. caso estudiantes de séptimo grado de una Institución Educativa- Floridablanca – Santander”, en este estudio se pone en evidencia una problemática relacionada con los estándares que tienen el área de las Ciencias Naturales para el grado séptimo, y su relación para poder desarrollar adecuadamente las estrategias de aprendizaje significativo que querían implementarse, debido a que se manejaban

33 componentes temáticos diferentes haciendo que el docente se viera obligado a estar en constante cambio de estrategia y de propuesta de intervención debido a la variedad de temas.

Todo lo anterior, apunta directamente a la formación del pensamiento crítico, la reflexión y la necesidad del conocimiento científico, resaltando que el ABP debe favorecer a la reflexión respecto a la forma de pensar y actuar docente, de modo que exista apropiación y compromiso con la labor que desempeña, por otra parte, este autor también resalta que el ABP no tiene una única forma de trasmitirse o una única estrategia de difusión, sino que presenta una amplia gama de posibilidades de implementación, por lo cual depende del nivel de formación y capacitación del docente, el escoger cuál sería la mejor estrategia a implementar, acorde a las características propias de su contexto.

En quinto lugar, el estudio titulado “Fortalecimiento de Competencias Científicas. La Investigación como estrategia pedagógica”, de Hernández-Suarez (2018) desarrollada en departamento de Norte de Santander, este estudio pretende el desarrollo de competencias de carácter científico desde la Química en estudiantes de la media académica utilizando la investigación como estrategia de enseñanza.

Este trabajo fue desarrollado desde la metodología cuantitativa y en este se realizaron comparaciones entre el nivel de competencia científicas (uso comprensivo del conocimiento científico, indagación y explicación de fenómenos) antes y después de aplicada la estrategia didáctica, demostrando que la implementación de la estrategia didáctica fortalece las competencias antes mencionadas.

Así mismo, en sexto lugar otro estudio que reflejó la pertinencia de la aplicación de estrategias didácticas encaminadas hacia el fortalecimiento de las competencias científicas en los

34 estudiantes es el trabajo de maestría titulado “Unidad didáctica para la enseñanza de probabilidad mediada por un OVA”, este trabajo investigativo es orientado a un colegio rural del municipio de Paipa, Boyacá, este estudio fue elaborado por Salcedo-Ramírez (2018) y tuvo como objetivo central mejorar las competencias básica en probabilidad estadística en estudiantes de grado once, mediante la aplicación de una unidad didáctica como estrategia para la construcción del aprendizaje.

Este estudio se desarrolló partir de una prueba diagnóstica y estuvo enmarcada desde el enfoque cuasi experimental, obtuvo como resultados dificultades y falencias relacionadas las formas de enseñanza tradicionales, lo que permitió determinar que la implementación de unidades didácticas motivan a los estudiantes y los involucran en la solución de problemas de su contexto, concluyendo que además la implementación de los Objetos virtuales de aprendizaje también favorecen el aprendizaje significativo.

Este referente se considera pertinente, debido a la oportunidad de mejoramiento que se plantea en relación a la necesidad de implementar unidades didácticas para cualquier área del conocimiento, con la intensión de desarrollar diversos tipos de competencias propias de cada saber.

Por otra parte, en sexto lugar otro referente que se consideró importante, fue la investigación realizado por Peláez-Cárdenas (2017), titulada “Mi experiencia como maestra en formación en la construcción y aplicación de una Unidad didáctica”. Este estudio fue desarrollado en una institución rural ubicada en el corregimiento la Floresta, municipio de Maceo en el departamento de Antioquia. Esta investigación tiene como objetivo central compartir la

35 experiencia del uso de unidades didácticas en el desarrollo del área de Ciencias Naturales y el impacto de esta en los estudiantes.

Las conclusiones de la autora, se basan en la necesidad de que el estudiante tenga un rol participativo en su formación y además que el docente sea un orientador en este proceso. Para Peláez-Cárdenas (2017), sus resultados se enfocan en que gracias a la implementación de la unidad didáctica es posible desarrollar temas que generan complejidad para los estudiantes de forma sencilla y activa, también resalta la importancia de la estrategia en cuanto al docente, pues le permite orientar sus actividades y fortalecer los diferentes estilos de aprendizaje de los estudiantes.

La relación entre el estudio de Peláez-Cárdenas (2017) y la presente investigación, se presentó en que con el diseño de la unidad didáctica desde el área de Ciencias Naturales en la I.E Germán Gómez Peláez se busca el desarrollo de las competencias científicas, como estrategia de desarrollo para los estudiantes, con la intención que estos sean activos en la construcción de su conocimiento.

En séptimo lugar, la investigación que lleva por título “Desarrollo de habilidades lectoescrituras a través de una unidad didáctica aplicada a los estudiantes del primer ciclo de básica primaria en la escuela multigrado”, la cual fue elaborada para obtener título de maestría por Carmona-Lancheros (2017), esta investigación fue desarrollada desde un enfoque cualitativo y pretende desarrollar habilidades lectoescritoras desde la implementación de una unidad didáctica.

36 Desde los resultados de esta investigación se pudo establecer que la puesta en marcha de la unidad didáctica facilitó los procesos logrando que los niños mejoraran su nivel de lectura y escritura.

Este estudio anterior resulta ser un referente importante, pues indistintamente del nivel educativo de los estudiantes es notoria la importancia del desarrollo de competencias desde la aplicación de estrategias didácticas que involucren al estudiante como es el caso de la unidad didáctica.

En octavo lugar, Vásquez-Ochoa (2016), en el trabajo de maestría denominado “Unidad Didáctica para la enseñanza de la química a partir de la problemática ambiental generada por el río Bogotá”, fue realizado el diseño de una unidad didáctica como estrategia para abordar una temática de reacciones en la asignatura de Química, desde las problemáticas ambientales y con la intensión de desarrollar pensamiento crítico, desde la metodología cualitativa.

Con este referente se pretende fundamentar la propuesta didáctica de la presente investigación, pues se trata de elaborar una unidad didáctica con la intensión de desarrollar desde las Ciencias Naturales, las competencias científicas en estudiantes de grado 11 en la I.E Germán Gómez Peláez.

En noveno lugar, otro referente importante, es la investigación de maestría realizada por Calderón (2011), esta lleva por título “Aprendizaje basado en problemas: una perspectiva didáctica para la formación de actitud científica desde la enseñanza de las Ciencias naturales”, en este estudio se plantea la posibilidad de que el estudiante resuelva los problemas de su entorno a partir de las diversas herramientas educativas que el docente le puede facilitar, además contribuyendo a la actitud científica propia de los procesos de aprendizaje.

37 Desde un enfoque cualitativo Calderón (2011) señala la importancia de potencializar la implementación del aprendizaje basado en problemas con miras a desarrollar la actitud científica en los estudiantes para su aprendizaje y formación investigativa.

Como decimo y último referente nacional, tenemos la investigación que llevó por título “Desarrollo de competencias científicas en la primera infancia. Un estudio de caso con los niños y niñas de educación preescolar, grado Transición, de la Institución Educativa Villa Flora, de la ciudad de Medellín”, realizado por Del Valle & Mejía (2016), este trabajo buscó analizar el desarrollo de las competencias científicas en estudiantes de transición, desde la aplicación de un taller lúdico.

Desde el estudio antes mencionado, se pudo determinar que los estudiantes de forma espontánea demuestran sus habilidades y plantean hipótesis y resuelven problemas simples adaptados a su edad, demostrando con ello el desarrollo de competencias científicas, siendo este un referente para la presente investigación, debido a que también pretende el estudio de competencias científicas pero en la media académica, específicamente en grado 11.

4.1.3. Antecedentes Regionales

En el ámbito regional, en primer lugar, tenemos la investigación de maestría titulada “Enseñanza para la comprensión de los saberes propios de las ciencias naturales”, desarrollada por Lorduy et al. (2017), en la cual se recopilan las diversas características y particularidades que contienen las estrategias pedagógicas para la elaboración e implementación de recursos didácticos para el desarrollo del pensamiento comprensivo y la consolidación de las habilidades científicas propias del área de Ciencias naturales.

38 Desde un enfoque cualitativo, la investigación concluyó que los principales obstáculos para poder desarrollar las habilidades científicas se presentan debido a que las estrategias utilizadas para propiciar el conocimiento no cumplen con el objetivo de involucrar al estudiante dentro del proceso educativo, a su vez, los autores señalan que no se encuentran articuladas la teoría y la práctica al momento de generar en los estudiantes competencias y habilidades científicas, siendo este aspecto, totalmente desfavorable para el aprendizaje significativo (Lorduy et al., 2017).

El estudio anterior fundamenta también esta investigación, pues resalta la importancia de reorientar la práctica educativa enfocándola al mejoramiento de las estrategias pedagógicas en donde se dé participación al estudiante, se utilicen recursos tecnológicos y los conocimientos utilizados tengan su utilidad práctica, con lo cual el estudiante pueda sentirse motivado por el conocimiento impartido.

En segundo lugar, otro referente regional a tener en cuenta en esta investigación es el estudio de maestría, titulado “El trabajo colaborativo para promover el pensamiento crítico y el desarrollo de las competencias científico sociales en los estudiantes de quinto y sexto grado”. Este trabajo, fue realizado en la ciudad de Barranquilla por Artunduaga et al. (2018), en este, a partir de la formación educativa se pretende generar el pensamiento crítico y consolidación del aprendizaje, desde el desarrollo de las competencias científicas de estudiantes de primaria y secundaria. Este referente investigativo, se fundamentó desde un análisis cualitativo y pretende determinar la incidencia del trabajo colaborativo en el desarrollo del pensamiento crítico y de las competencias científicas.

39 Este trabajo, se convierte en fundamento importante para el estudio actual, pues desde sus resultados determinó que desde estrategias didácticas como el trabajo colaborativo es posible facilitar el desarrollo de las competencias y estas a su vez permiten generar pensamiento crítico. Por lo anterior, este referente se considera importante para la implementación de metodologías y estrategias didácticas encaminadas hacia la participación activa del estudiante en el desarrollo de su aprendizaje.

Siguiendo con los referentes investigativos regionales, en tercer lugar, se encuentra el trabajo de maestría realizado en el municipio de Ayapel- Córdoba, realizado por Muñoz & Trespalacios (2018), este fue titulado “Aplicación del modelo ABP en la enseñanza y el aprendizaje de la química del grado décimo en la Institución Educativa El Rosario de Ayapel-Córdoba.”, en este estudio se refleja que desde la metodología IAP, se establece un proceso de transformación pedagógica en el aula, en especial desde el aprendizaje basado en problemas, aplicado al área de las Ciencias Naturales.

Esta investigación plantea como objetivo principal la utilización de estrategias pedagógicas y didácticas asociadas a la resolución de problemas cotidianos, permitiendo el desarrollo de las diversas habilidades de comprensión del conocimiento científico, resaltando la importancia del papel del docente al momento de planificar y contribuir al aprendizaje significativo de sus estudiantes.

Para el desarrollo de esta investigación se implementaron secuencias didácticas con el propósito de mejorar el desempeño pedagógico de los docentes, motivar de una mejor forma a los estudiantes y a la vez optimizar las prácticas de aula en torno a las competencias científicas,

40 en especial para el fortalecimiento de las competencias del uso comprensivo del conocimiento científico.

Como resultados de esta investigación se pudo determinar que el uso de la metodología basada en la problematización se convierte en una oportunidad de mejoramiento frente al proceso de orientación pedagógica. Es aquí donde relaciona con la investigación del presente trabajo, pues, desde este estudio se persigue el uso de estrategias didácticas motivadoras que generen aprendizaje significativo y desarrollen las competencias científicas desde las Ciencias Naturales.

Este estudio guarda relación con la investigación desarrollada en este trabajo, pues la Unidad didáctica se convierte en la estrategia para desarrollar competencias científicas en la I.E Germán Gómez Peláez.

Por otra parte, en cuarto lugar, el estudio de pregrado titulado “Desarrollo de competencias científicas a partir de una estrategia didáctica en estudiantes del grado 8º de la Institución Educativa Antonio Nariño de Montería”, realizado por Ceballo & Arroyo (2018), utiliza en enfoque cualitativo, desde la metodología de IAP, donde el objetivo central se trata de fortalecer el desarrollo de las competencias relacionadas con la identificación, la indagar, la comunicar y el trabajo en equipo, desde la aplicación de una cartilla como estrategia didáctica.

Las conclusiones de este estudio permiten afirmar que los estudiantes demostraron apropiación de la estrategia y desarrollaron además de las competencias antes mencionadas, el pensamiento investigativo. Demostrando desde la formulación de problemas y la resolución de los mismos.

41 Al respecto, el estudio de Ceballo & Arroyo (2018), se relaciona en gran medida con la presente investigación, pues el objeto de estudio coincide con la intención de desarrollar competencias científicas en los estudiantes, a través del diseño y una posterior implementación de la unidad didáctica como estrategia de enseñanza.

En quinto lugar, otro referente importante es el artículo de Travieso-Valdés & Ortiz-Cárdenas (2018) titulado Aprendizaje basado en problemas y enseñanza por proyectos: alternativas diferentes para enseñar, desde donde los autores destacan la necesidad de mejorar el proceso educativo y proponen que una acción hasta este fin es el uso de metodologías de enseñanza como el Aprendizaje basado el problemas y la enseñanza por proyectos.

En su estudio los autores enfatizan en el valor de desarrollar en el proceso de enseñanza y aprendizaje los roles de sus participantes, donde exista un compromiso con la construcción del conocimiento.

A manera de conclusión el trabajo antes mencionado, establece que el Aprendizaje Basado en Problemas y la enseñanza por proyectos son metodologías apropiadas y acordes con las tendencias actuales, por otra parte expresan que permiten que el estudiante mantenga un rol activo y el docente actué como facilitador del conocimiento.

Este estudio se considera un referente importante, pues pone en manifiesto que la metodología de enseñanza que pretende abordar el trabajo de investigación a desarrollarse en la I.E Germán Gómez Peláez, estando acorde con las tendencias actuales en educación y los resultados es son determinantes en el aprendizaje de los estudiantes.

Por otra parte, en sexto lugar, Aguado & Campo (2018), desde su investigación titulada “Desarrollo de competencias científicas en biología con la metodología del aprendizaje basado

42 en problemas en estudiantes de noveno grado”, elaborada para obtener el título en maestría, se convierte en referente, pues su objetivo central es determinar de qué manera influye la aplicación de la metodología de Aprendizaje basado en problemas, en el desarrollo de competencias científicas en los estudiantes de una Institución Educativa en Montería- Córdoba.

Desde las conclusiones de estos autores se pudo establecer que el Aprendizaje basado en problemas permitió el fortalecimiento de las competencias de carácter científico, afianzando la apropiación de los contenidos y proyectándose en la solución de situaciones propias de su cotidianidad.

Este estudio guarda una relación directa con el trabajo de investigación a desarrollar en la I.E Institución Educativa Germán Gómez Peláez, pues desde el estudio en mención se demostró que la metodología didáctica de ABP, es posible desarrollar competencias científicas en el área de Ciencias Naturales.

En séptimo lugar, Otro referente importante para esta investigación, es el estudio denominado “Trabajo lúdico como estrategia pedagógica para el desarrollo de competencias científicas en los estudiantes de 9 ° de la Escuela Normal Superior Lácides Iriarte de Sahagún-Córdoba”, de la autoría de Avilez-Romero & Calderón-López (2018). Esta investigación tiene como propósito diseñar una estrategia pedagógica didáctica para fortalecer las competencias científicas, desde un enfoque investigativo cualitativo y la aplicación de encuestas y talleres lúdicos los autores desarrollaron su estudio.

Con respecto a los resultados obtenidos en la investigación anterior, se tiene que estos fueron satisfactorios y positivos, pues fue posible para los autores determinar mejoras en el