UNIVERSIDAD DE PANAMÁ
Acción y Reflexión Educativa. Número 49, enero- diciembre 2024. pp.126-146 ISSN 2644-3775
126
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer
competencias de docentes químicos, utilizando el agua como eje
curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
Universidad de Panamá. Instituto Centroamericano de Administración y Supervisión de la
Educación
Ciudad de Panamá, Panamá
yira.arauz@up.ac.pa
https://orcid.org/0000-0001-7917-9880
Fecha de recepción: 2 de octubre de 2023
Fecha de aprobación: 29 de noviembre de 2023
DOI: https://doi.org/10.48204/j.are.n49.a4599
Resumen
Existe una preocupación por la dificultad en el aprendizaje de la Química, tradicionalmente
explicada, por la naturaleza de la disciplina; situación que limita la transposición de los
saberes al desarrollo sostenible a los que debe responder la formación docente en la
actualidad. Tomando como base la situación planteada este estudio tuvo como objetivo
diseñar una propuesta de capacitación para docentes químicos panameños, utilizando el agua
como eje estratégico. La metodología consistió primero en identificar áreas que requerían
reforzamiento aplicando un pretest con preguntas de selección múltiple sobre el agua, su
estructura, aspectos interdisciplinares, reacciones y determinaciones analíticas con
connotaciones ambientales. A partir de los resultados, se diseñó un curso con un enfoque de
aprendizaje por refuerzo con guías de lectura, transparencias minimalistas, minivídeos
docentes modulares, y aprendizaje por investigación contextualizada con actividades
colaborativas, muestreo para evaluación de calidad de aguas, así como práctica de diseño de
clases y evaluación entre pares. El diseño se demostró con un piloto integrado por 10
docentes, evaluando mediante encuesta y entrevista. Entre algunas conclusiones se puede
señalar que la debilidad en determinaciones químico-analíticas para la evaluación de calidad
de aguas fue lo más relevante. Además, los docentes percibieron que el método de
aprendizaje por refuerzo e investigación fortaleció sus competencias técnicas, ambientales y
didácticas de manera integral.
Palabras clave: química ambiental, competencias docentes, educación para el desarrollo
sostenible.
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
127
Design of a training proposal to strengthen the skills of chemical teachers,
using water as a curricular axis
Abstract
There is a concern about the difficulty in learning Chemistry, traditionally explained by the
nature of the discipline, and, currently, because a transposition of knowledge to sustainable
development is required. In both senses, teacher training must respond to these challenges.
This study aimed to design a training proposal for Panamanian chemical teachers, using water
as a strategic axis. The methodology consisted, first, of identifying areas that required
reinforcement by applying a pretest with multiple choice questions about water, its structure,
interdisciplinary aspects, reactions and analytical determinations with environmental
connotations. Based on the results, a course was designed with a reinforcement learning
approach with reading guides, minimalist transparencies, modular teaching mini-videos, and
contextualized research learning with collaborative activities, sampling for water quality
evaluation, as well as practice of class design and peer evaluation. The design was
demonstrated with a pilot of 10 teachers, evaluating the teachers' perception through a survey
and interview. The weakness in chemical-analytical determinations for the evaluation of
water quality was the most relevant. The teachers perceived that the reinforcement learning,
and research method strengthened their technical, environmental and didactic competencies
in a comprehensive manner.
Keywords: environmental chemistry, teaching skills, education for sustainable
development.
Introducción
Desde hace mucho se estudia la dificultad de enseñar y aprender química identificando como
causa principal que quien aprende debe desarrollar un pensamiento multinivel (Johnstone,
1991; Talanquer, 2011) coordinando simultáneamente ideas a nivel macro (tangible, visible),
submicroscópico (moléculas, iones) y simbólico (lenguaje y ecuaciones) en un triplete de
abstracción, simbolismo y experiencias de laboratorio, no auténticas, con que se sobrecarga
conceptualmente a los estudiantes (Johnstone, 2006).
La deficiencia de herramientas, materiales didácticos y espacios de aprendizaje adecuados
para integrar curricularmente el pensamiento multinivel, ha desplazado el equilibrio de esta
triada hacia el nivel simbólico, lo que favorece modelos enciclopédicos, memorísticos,
transmisivos y, en un bucle del sistema, propicia y refuerza concepciones alternativas de los
propios docentes que contradicen explicaciones instruccionales y puntos de vista intuitivos
y cotidianos (Kolomuç y Çalık (2012); Mönch y Markic, 2022; Treagust et al., 2000).
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
127
Design of a training proposal to strengthen the skills of chemical teachers,
using water as a curricular axis
Abstract
There is a concern about the difficulty in learning Chemistry, traditionally explained by the
nature of the discipline, and, currently, because a transposition of knowledge to sustainable
development is required. In both senses, teacher training must respond to these challenges.
This study aimed to design a training proposal for Panamanian chemical teachers, using water
as a strategic axis. The methodology consisted, first, of identifying areas that required
reinforcement by applying a pretest with multiple choice questions about water, its structure,
interdisciplinary aspects, reactions and analytical determinations with environmental
connotations. Based on the results, a course was designed with a reinforcement learning
approach with reading guides, minimalist transparencies, modular teaching mini-videos, and
contextualized research learning with collaborative activities, sampling for water quality
evaluation, as well as practice of class design and peer evaluation. The design was
demonstrated with a pilot of 10 teachers, evaluating the teachers' perception through a survey
and interview. The weakness in chemical-analytical determinations for the evaluation of
water quality was the most relevant. The teachers perceived that the reinforcement learning,
and research method strengthened their technical, environmental and didactic competencies
in a comprehensive manner.
Keywords: environmental chemistry, teaching skills, education for sustainable
development.
Introducción
Desde hace mucho se estudia la dificultad de enseñar y aprender química identificando como
causa principal que quien aprende debe desarrollar un pensamiento multinivel (Johnstone,
1991; Talanquer, 2011) coordinando simultáneamente ideas a nivel macro (tangible, visible),
submicroscópico (moléculas, iones) y simbólico (lenguaje y ecuaciones) en un triplete de
abstracción, simbolismo y experiencias de laboratorio, no auténticas, con que se sobrecarga
conceptualmente a los estudiantes (Johnstone, 2006).
La deficiencia de herramientas, materiales didácticos y espacios de aprendizaje adecuados
para integrar curricularmente el pensamiento multinivel, ha desplazado el equilibrio de esta
triada hacia el nivel simbólico, lo que favorece modelos enciclopédicos, memorísticos,
transmisivos y, en un bucle del sistema, propicia y refuerza concepciones alternativas de los
propios docentes que contradicen explicaciones instruccionales y puntos de vista intuitivos
y cotidianos (Kolomuç y Çalık (2012); Mönch y Markic, 2022; Treagust et al., 2000).
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
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Además, se evidencia una deficiencia en el aseguramiento de la calidad de los resultados de
aprendizaje de América Latina y el Caribe (ALC). De los 79 países participantes en la prueba
Programa Internacional para la Evaluación de Estudiantes (PISA, 2018), los países de ALC
obtuvieron un promedio inferior a los países de la Organización para la Cooperación y el
Desarrollo Económico (OCDE) en todas las categorías evaluadas. Panamá, específicamente,
ocupó la posición número 71 en logros de aprendizaje de comprensión lectora, 75 en ciencias
naturales y 76 en matemáticas (Díaz-Pinzón, 2021).
Si un sistema educativo no logra resultados de aprendizajes básicos, cómo puede lograr
objetivos más complejos, que le permita al que aprende, hacer frente a los riesgos
interrelacionados con el cambio climático, pérdida de la biodiversidad y contaminación
ambiental, definidas en conjunto como la triple crisis ambiental planetaria (Programa de las
Naciones Unidas para el Medio Ambiente, 2021).
Por otro lado, la Educación para el Desarrollo Sostenible (EDS) es el nuevo paradigma de la
calidad educativa que lidera la Organización de las Naciones Unidas para Educación, la
Ciencia y la Cultura (UNESCO) con cinco ámbitos de acción prioritarios, entre ellos, el
fortalecimiento de las competencias docentes (UNESCO, 2017a), considerando que son
cruciales para reestructurar los procesos educativos hacia la sustentabilidad (Rieckmann,
2020).
En este marco, como eje estratégico de formación, integrando los objetivos de desarrollo
sostenible y el aprendizaje con pensamiento multinivel, el agua, resulta un tema
extremadamente relevante.
En primer lugar, porque es un recurso imprescindible para la vida, ya que forma parte integral
de los ciclos biogeoquímicos, los ecosistemas y es un insumo irreemplazable en todas las
actividades humanas. Aunque su presencia es abundante, ya que representa el 70% de la
superficie del planeta, el agua dulce incluye menos del 1% del total y su disponibilidad es
heterogénea (Banco Bilbao Vizcaya Argentaria, 2023) y se encuentra bajo presión por la
sobreexplotación y contaminación de acuíferos por vertido de aguas residuales sin
tratamiento (Organización de Naciones Unidas, 2023). Por lo que, su gestión integral,
recuperación, reutilización, y valorización de aguas residuales (UNESCO, 2017b) constituye
una de las metas del ODS 6.
En segundo lugar, porque todos los fenómenos macroscópicos observables ecosistémicos
son resultado de las propiedades singulares de la molécula del agua (H2O, 18 g/mol) que se
explican desde su geometría molecular (Macale y Ramirez, 2020), y pueden ser evidenciadas
mediante experiencias de aprendizaje auténticas, ente ellos los muestreos en campo y las
determinaciones químico-analíticas para establecer la concentración de productos
contaminantes en acuíferos.
Por lo anteriormente expresado, este trabajo se plantea como objetivo diseñar una propuesta
de formación y reforzamiento de competencias técnicas, ambientales y didácticas de
docentes químicos de educación media en Panamá, utilizando el agua como eje curricular;
para coadyuvar en el cuidado de las fuentes de agua superficiales, con una verdadera
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
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Además, se evidencia una deficiencia en el aseguramiento de la calidad de los resultados de
aprendizaje de América Latina y el Caribe (ALC). De los 79 países participantes en la prueba
Programa Internacional para la Evaluación de Estudiantes (PISA, 2018), los países de ALC
obtuvieron un promedio inferior a los países de la Organización para la Cooperación y el
Desarrollo Económico (OCDE) en todas las categorías evaluadas. Panamá, específicamente,
ocupó la posición número 71 en logros de aprendizaje de comprensión lectora, 75 en ciencias
naturales y 76 en matemáticas (Díaz-Pinzón, 2021).
Si un sistema educativo no logra resultados de aprendizajes básicos, cómo puede lograr
objetivos más complejos, que le permita al que aprende, hacer frente a los riesgos
interrelacionados con el cambio climático, pérdida de la biodiversidad y contaminación
ambiental, definidas en conjunto como la triple crisis ambiental planetaria (Programa de las
Naciones Unidas para el Medio Ambiente, 2021).
Por otro lado, la Educación para el Desarrollo Sostenible (EDS) es el nuevo paradigma de la
calidad educativa que lidera la Organización de las Naciones Unidas para Educación, la
Ciencia y la Cultura (UNESCO) con cinco ámbitos de acción prioritarios, entre ellos, el
fortalecimiento de las competencias docentes (UNESCO, 2017a), considerando que son
cruciales para reestructurar los procesos educativos hacia la sustentabilidad (Rieckmann,
2020).
En este marco, como eje estratégico de formación, integrando los objetivos de desarrollo
sostenible y el aprendizaje con pensamiento multinivel, el agua, resulta un tema
extremadamente relevante.
En primer lugar, porque es un recurso imprescindible para la vida, ya que forma parte integral
de los ciclos biogeoquímicos, los ecosistemas y es un insumo irreemplazable en todas las
actividades humanas. Aunque su presencia es abundante, ya que representa el 70% de la
superficie del planeta, el agua dulce incluye menos del 1% del total y su disponibilidad es
heterogénea (Banco Bilbao Vizcaya Argentaria, 2023) y se encuentra bajo presión por la
sobreexplotación y contaminación de acuíferos por vertido de aguas residuales sin
tratamiento (Organización de Naciones Unidas, 2023). Por lo que, su gestión integral,
recuperación, reutilización, y valorización de aguas residuales (UNESCO, 2017b) constituye
una de las metas del ODS 6.
En segundo lugar, porque todos los fenómenos macroscópicos observables ecosistémicos
son resultado de las propiedades singulares de la molécula del agua (H2O, 18 g/mol) que se
explican desde su geometría molecular (Macale y Ramirez, 2020), y pueden ser evidenciadas
mediante experiencias de aprendizaje auténticas, ente ellos los muestreos en campo y las
determinaciones químico-analíticas para establecer la concentración de productos
contaminantes en acuíferos.
Por lo anteriormente expresado, este trabajo se plantea como objetivo diseñar una propuesta
de formación y reforzamiento de competencias técnicas, ambientales y didácticas de
docentes químicos de educación media en Panamá, utilizando el agua como eje curricular;
para coadyuvar en el cuidado de las fuentes de agua superficiales, con una verdadera
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
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transposición didáctica del pensamiento multinivel requerido para el aprendizaje de la
química en un entorno socioambiental (Chevallard, 1991; Flórez y Zuluaga, 2021), previa
identificación de debilidades técnico-disciplinares y ambientales, y en el uso de técnicas de
aprendizaje emergentes por refuerzo (Fan et al., 2018) e investigación en contexto (King et
al., 2008).
Los objetivos específicos están orientados a:
• Identificar las debilidades técnicas y ambientales de los docentes de química de
educación media en relación con el agua.
• Diseñar un piloto de capacitación con una filosofía de aprendizaje por refuerzo
e investigación.
• Evaluar el diseño e impacto del diseño mediante un piloto de formación.
Metodología
Para la identificación de debilidades técnico-disciplinares y ambientales se preparó una
prueba diagnóstica (pretest) para docentes químicos de educación media de todo el país.
Participaron 13 docentes, egresados de un programa de especialización en Didáctica de la
Química (2019).
Con base a los resultados de la prueba, se diseñó el curso con tres módulos, que incluía guías
de lectura, transparencias minimalistas, y minivídeos de docentes modulares (Letón et al.,
2013), con el propósito de ofrecer un marco de aprendizaje por refuerzo (Fan et al., 2018)
gestionados desde un aula virtual en la plataforma Schoology
(https://app.schoology.com/home). Para cada módulo se diseñó un producto o actividad
práctica.
La estructura de este estudio se muestra en la figura 1. El piloto, de ocho semanas, se llevó a
cabo con un grupo de 10 docentes participantes del pretest, procedentes de las provincias de
Chiriquí, Bocas del Toro, Los Santos, Coclé, Panamá Oeste, Panamá Centro. La evaluación
del curso se realizó mediante encuesta en línea y entrevista.
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
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transposición didáctica del pensamiento multinivel requerido para el aprendizaje de la
química en un entorno socioambiental (Chevallard, 1991; Flórez y Zuluaga, 2021), previa
identificación de debilidades técnico-disciplinares y ambientales, y en el uso de técnicas de
aprendizaje emergentes por refuerzo (Fan et al., 2018) e investigación en contexto (King et
al., 2008).
Los objetivos específicos están orientados a:
• Identificar las debilidades técnicas y ambientales de los docentes de química de
educación media en relación con el agua.
• Diseñar un piloto de capacitación con una filosofía de aprendizaje por refuerzo
e investigación.
• Evaluar el diseño e impacto del diseño mediante un piloto de formación.
Metodología
Para la identificación de debilidades técnico-disciplinares y ambientales se preparó una
prueba diagnóstica (pretest) para docentes químicos de educación media de todo el país.
Participaron 13 docentes, egresados de un programa de especialización en Didáctica de la
Química (2019).
Con base a los resultados de la prueba, se diseñó el curso con tres módulos, que incluía guías
de lectura, transparencias minimalistas, y minivídeos de docentes modulares (Letón et al.,
2013), con el propósito de ofrecer un marco de aprendizaje por refuerzo (Fan et al., 2018)
gestionados desde un aula virtual en la plataforma Schoology
(https://app.schoology.com/home). Para cada módulo se diseñó un producto o actividad
práctica.
La estructura de este estudio se muestra en la figura 1. El piloto, de ocho semanas, se llevó a
cabo con un grupo de 10 docentes participantes del pretest, procedentes de las provincias de
Chiriquí, Bocas del Toro, Los Santos, Coclé, Panamá Oeste, Panamá Centro. La evaluación
del curso se realizó mediante encuesta en línea y entrevista.
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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Figura 1
Estructura de la investigación
Prueba diagnóstica (Pretest)
La prueba fue confeccionada con 33 preguntas de escoger la mejor respuesta con tiempo
controlado (un minuto para responder preguntas simples y cinco minutos para aquellas con
problemas de cálculo numérico) y un solo intento para la respuesta. Las preguntas de la
prueba se organizaron por grupo: cuatro relacionadas a conocimientos generales
interdisciplinarios y novedosos, nueve a propiedades fisicoquímicas que explican fenómenos
naturales, cinco a reacciones que ocurren en los ecosistemas acuáticos y su importancia,
cinco a propiedades ópticas del agua e indicadores de contaminación, seis de aguas residuales
y cuatro de técnicas analíticas para determinar la contaminación del agua (figura 2).
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
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Figura 1
Estructura de la investigación
Prueba diagnóstica (Pretest)
La prueba fue confeccionada con 33 preguntas de escoger la mejor respuesta con tiempo
controlado (un minuto para responder preguntas simples y cinco minutos para aquellas con
problemas de cálculo numérico) y un solo intento para la respuesta. Las preguntas de la
prueba se organizaron por grupo: cuatro relacionadas a conocimientos generales
interdisciplinarios y novedosos, nueve a propiedades fisicoquímicas que explican fenómenos
naturales, cinco a reacciones que ocurren en los ecosistemas acuáticos y su importancia,
cinco a propiedades ópticas del agua e indicadores de contaminación, seis de aguas residuales
y cuatro de técnicas analíticas para determinar la contaminación del agua (figura 2).
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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Figura 2
Estructura de preguntas de la prueba preliminar
Preguntas realizadas en el pretest pueden observarse en la tabla 1
Tabla 1
Muestra de preguntas del pretest
N Pregunta
2
3
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
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Figura 2
Estructura de preguntas de la prueba preliminar
Preguntas realizadas en el pretest pueden observarse en la tabla 1
Tabla 1
Muestra de preguntas del pretest
N Pregunta
2
3
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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132
5
6
7
14
23
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el agua como eje curricular
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Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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Módulos de aprendizaje
En cada módulo, el participante tuvo como primera actividad la lectura de una guía preparada
en la plataforma virtual, provista con imágenes, gráficos y links a vídeos interactivos sobre
los temas de interés (3 días). La impresión y llenado de transparencias minimalistas referente
a esa lectura se realizó con poca o casi ninguna información sobre el tema. Posteriormente,
(4 días) la corrección del llenado de esas fichas utilizando Minivídeos Docentes Modulares
con el que el tutor explica paso a paso el llenado y se explica el contenido (Letón et al., 2013).
Módulo 1
La estructura de aprendizaje del módulo 1 se muestra en la figura 3.
Figura 3
Estructura de módulo 1
La guía de lectura para el módulo 1 recopiló un detalle de información novedosa sobre el
agua, tales como, teorías y evidencias de su origen extraterrestre, importancia social,
distribución y accesibilidad en el planeta; su estructura molecular, los enlaces que forma y
sus propiedades fisicoquímicas únicas; revisión de reacciones químicas que se producen en
aguas naturales y que constituyen el marco de los procesos implicados en el control y
tratamiento tecnológico de Aguas Residuales. (Véase la figura 4)
el agua como eje curricular
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Módulos de aprendizaje
En cada módulo, el participante tuvo como primera actividad la lectura de una guía preparada
en la plataforma virtual, provista con imágenes, gráficos y links a vídeos interactivos sobre
los temas de interés (3 días). La impresión y llenado de transparencias minimalistas referente
a esa lectura se realizó con poca o casi ninguna información sobre el tema. Posteriormente,
(4 días) la corrección del llenado de esas fichas utilizando Minivídeos Docentes Modulares
con el que el tutor explica paso a paso el llenado y se explica el contenido (Letón et al., 2013).
Módulo 1
La estructura de aprendizaje del módulo 1 se muestra en la figura 3.
Figura 3
Estructura de módulo 1
La guía de lectura para el módulo 1 recopiló un detalle de información novedosa sobre el
agua, tales como, teorías y evidencias de su origen extraterrestre, importancia social,
distribución y accesibilidad en el planeta; su estructura molecular, los enlaces que forma y
sus propiedades fisicoquímicas únicas; revisión de reacciones químicas que se producen en
aguas naturales y que constituyen el marco de los procesos implicados en el control y
tratamiento tecnológico de Aguas Residuales. (Véase la figura 4)
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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134
Figura 4
Guía de lectura para el Módulo N°1
Como producto final, el participante debió diseñar una clase demostrativa en relación con las
propiedades del agua, utilizando la estructura de pensamiento multinivel, y luego producirla
en un vídeo que debió subir a YouTube. La evaluación de la producción del participante fue
evaluada mediante la técnica Entre Pares (P2P, peer to peer en inglés) por al menos tres de
sus compañeros, anónimamente, con rúbrica y opinión justificada (tabla 2).
el agua como eje curricular
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Figura 4
Guía de lectura para el Módulo N°1
Como producto final, el participante debió diseñar una clase demostrativa en relación con las
propiedades del agua, utilizando la estructura de pensamiento multinivel, y luego producirla
en un vídeo que debió subir a YouTube. La evaluación de la producción del participante fue
evaluada mediante la técnica Entre Pares (P2P, peer to peer en inglés) por al menos tres de
sus compañeros, anónimamente, con rúbrica y opinión justificada (tabla 2).
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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135
Tabla 2
Criterios de evaluación entre pares (P2P)
Aspectos Criterios Calificación*
4 3 2 1
Objetivo alcanzado Se entiende claramente desde el inicio de la
clase
Creatividad Recursos didácticos atractivos que captura la
atención.
Planteamiento
pedagógico
La metodología facilita la comprensión de los
contenidos.
Información desplegada Trata la información necesaria
(‘) 4-Excelente; 3-Bien; 2-Satisfactorio; 1-Debe Mejorar
Módulo 2
La estructura de aprendizaje del módulo 2 se encuentra en la figura 5.
Figura 5
Estructura de módulo 2
el agua como eje curricular
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135
Tabla 2
Criterios de evaluación entre pares (P2P)
Aspectos Criterios Calificación*
4 3 2 1
Objetivo alcanzado Se entiende claramente desde el inicio de la
clase
Creatividad Recursos didácticos atractivos que captura la
atención.
Planteamiento
pedagógico
La metodología facilita la comprensión de los
contenidos.
Información desplegada Trata la información necesaria
(‘) 4-Excelente; 3-Bien; 2-Satisfactorio; 1-Debe Mejorar
Módulo 2
La estructura de aprendizaje del módulo 2 se encuentra en la figura 5.
Figura 5
Estructura de módulo 2
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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136
En la Guía N°2 se presenta información y datos que le permiten al docente caracterizar el
estado de calidad de agua si realiza un muestreo en campo, por ejemplo, la concentración de
Oxígeno disuelto y su depleción en función de la temperatura. Así también, cómo se
caracteriza y calcula matemáticamente la contaminación del agua por la depleción del
oxígeno disuelto consumido, ya sea por la presencia de material biodegradable o refractario
(DBO5 o DQO), nutrientes, metales, entre otros. (Figura 6).
Figura 6
Contenidos de la Guía de lectura 2-Parametros de la Calidad del Agua
Oxígeno disuelto vs temperatura Aumento de la DBO
Oxígeno disuelto vs calidad del agua Niveles tróficos vs nutrientes
También se revisaron las implicaciones ambientales (figura 7) de esta contaminación, por
ejemplo, afectación de bioindicadores de la acidificación de aguas, como el blanqueamiento
de corales y enfermedades por consumo de agua contaminada con nitratos (NO3-) como la
metahemoglobinemia que se evidencia con la pigmentación azul de la piel.
el agua como eje curricular
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En la Guía N°2 se presenta información y datos que le permiten al docente caracterizar el
estado de calidad de agua si realiza un muestreo en campo, por ejemplo, la concentración de
Oxígeno disuelto y su depleción en función de la temperatura. Así también, cómo se
caracteriza y calcula matemáticamente la contaminación del agua por la depleción del
oxígeno disuelto consumido, ya sea por la presencia de material biodegradable o refractario
(DBO5 o DQO), nutrientes, metales, entre otros. (Figura 6).
Figura 6
Contenidos de la Guía de lectura 2-Parametros de la Calidad del Agua
Oxígeno disuelto vs temperatura Aumento de la DBO
Oxígeno disuelto vs calidad del agua Niveles tróficos vs nutrientes
También se revisaron las implicaciones ambientales (figura 7) de esta contaminación, por
ejemplo, afectación de bioindicadores de la acidificación de aguas, como el blanqueamiento
de corales y enfermedades por consumo de agua contaminada con nitratos (NO3-) como la
metahemoglobinemia que se evidencia con la pigmentación azul de la piel.
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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Figura 7
Contenidos de la Guía de lectura 2-Parametros de la Calidad del Agua
a) Acidificación de Aguas b) Nitrificación de hemoglobina
Metahemoglobinemia
Como producto práctico de este módulo, se solicitó a los docentes producir información
sobre el entorno escolar en un mapa colectivo de Google
Módulo 3
La estructura de aprendizaje del módulo 3 se encuentra en la figura 8.
Figura 8
Estructura de módulo 3
el agua como eje curricular
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Figura 7
Contenidos de la Guía de lectura 2-Parametros de la Calidad del Agua
a) Acidificación de Aguas b) Nitrificación de hemoglobina
Metahemoglobinemia
Como producto práctico de este módulo, se solicitó a los docentes producir información
sobre el entorno escolar en un mapa colectivo de Google
Módulo 3
La estructura de aprendizaje del módulo 3 se encuentra en la figura 8.
Figura 8
Estructura de módulo 3
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
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138
La guía para el desarrollo de este módulo busca revisar los métodos analíticos de parámetros
típicos que permiten el control de acuíferos y los métodos de tratamiento de aguas,
información conjunta que facilita el diseño de ensayos de tratabilidad (Figura 9).
Figura 9
Contenidos de guía del módulo 3. Ensayos de monitoreo y ensayos de tratamiento de aguas
Como producto práctico del módulo 3 se realizó un trabajo de campo (Figura 10), en el que
mediante muestreo se pudo medir la calidad de agua, la turbiedad (usando tubos de
transparencia) (Dahlgren et al., 2004; Thatoe et al., 2019), tiras reactivas y pruebas para otras
mediciones (pH, nitritos-nitratos, dureza, entre otros).
Figura 10
Vistas de las prácticas de monitoreo en campo
Evaluación final: Los 10 participantes evaluaron mediante encuesta en línea de opción
múltiple: totalmente de acuerdo, parcialmente, totalmente en desacuerdo, sobre materiales y
recursos (guías, MVD, actividades complementarias), y sobre el impacto que proyectan para
su comunidad educativa. También grabaron sus opiniones sobre el piloto.
el agua como eje curricular
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138
La guía para el desarrollo de este módulo busca revisar los métodos analíticos de parámetros
típicos que permiten el control de acuíferos y los métodos de tratamiento de aguas,
información conjunta que facilita el diseño de ensayos de tratabilidad (Figura 9).
Figura 9
Contenidos de guía del módulo 3. Ensayos de monitoreo y ensayos de tratamiento de aguas
Como producto práctico del módulo 3 se realizó un trabajo de campo (Figura 10), en el que
mediante muestreo se pudo medir la calidad de agua, la turbiedad (usando tubos de
transparencia) (Dahlgren et al., 2004; Thatoe et al., 2019), tiras reactivas y pruebas para otras
mediciones (pH, nitritos-nitratos, dureza, entre otros).
Figura 10
Vistas de las prácticas de monitoreo en campo
Evaluación final: Los 10 participantes evaluaron mediante encuesta en línea de opción
múltiple: totalmente de acuerdo, parcialmente, totalmente en desacuerdo, sobre materiales y
recursos (guías, MVD, actividades complementarias), y sobre el impacto que proyectan para
su comunidad educativa. También grabaron sus opiniones sobre el piloto.
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Resultados, análisis y discusión
Prueba diagnóstica
Los resultados del pretest (13 participantes) demuestran que los docentes tienen poca
formación interdisciplinaria en el tema del agua, por ejemplo, tipos de reservorios,
distribución y renovabilidad de aguas subterráneas (Tabla 3).
Tabla 3
Preguntas sobre aguas residuales y mediciones analíticas
Pregunta Resultados
Pregunta # 3: El agua se almacena
temporalmente en diferentes reservorios,
lo que modula la velocidad del ciclo
hidrológico global. Cuál es el tiempo de
renovación de aguas subterráneas
En las respuestas a preguntas de carácter disciplinar se observan las mayores fortalezas de
los participantes. Sin embargo, en preguntas sobre fenómenos observables que se sustentan
en las características y propiedades del agua se aprecia dificultad en la interpretación. Casi
el 50% de los docentes dio una respuesta equivocada, por ejemplo, en cuanto a la densidad
del agua (tabla 4).
Tabla 4
Elección a la pregunta sobre densidad anómala del agua ¿cuándo es más densa el agua?
Elecciones posibles frecuencia
R1: Es la misma sustancia, en todas sus fases tienen la misma densidad 2
R2: Como agua caliente, ya que a mayor temperatura las moléculas tienen
mayor energía cinética
3
R3: Cuando es hielo (0°C) ya que en el estado sólido las moléculas se
encuentran más cerca
1
(*) Cuando el agua líquida está fría (4°C) las moléculas están más juntas 7
Nota: (*) Respuesta correcta.
correctas
8%
incorrectas
84%
sin contestar
8%
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
139
Resultados, análisis y discusión
Prueba diagnóstica
Los resultados del pretest (13 participantes) demuestran que los docentes tienen poca
formación interdisciplinaria en el tema del agua, por ejemplo, tipos de reservorios,
distribución y renovabilidad de aguas subterráneas (Tabla 3).
Tabla 3
Preguntas sobre aguas residuales y mediciones analíticas
Pregunta Resultados
Pregunta # 3: El agua se almacena
temporalmente en diferentes reservorios,
lo que modula la velocidad del ciclo
hidrológico global. Cuál es el tiempo de
renovación de aguas subterráneas
En las respuestas a preguntas de carácter disciplinar se observan las mayores fortalezas de
los participantes. Sin embargo, en preguntas sobre fenómenos observables que se sustentan
en las características y propiedades del agua se aprecia dificultad en la interpretación. Casi
el 50% de los docentes dio una respuesta equivocada, por ejemplo, en cuanto a la densidad
del agua (tabla 4).
Tabla 4
Elección a la pregunta sobre densidad anómala del agua ¿cuándo es más densa el agua?
Elecciones posibles frecuencia
R1: Es la misma sustancia, en todas sus fases tienen la misma densidad 2
R2: Como agua caliente, ya que a mayor temperatura las moléculas tienen
mayor energía cinética
3
R3: Cuando es hielo (0°C) ya que en el estado sólido las moléculas se
encuentran más cerca
1
(*) Cuando el agua líquida está fría (4°C) las moléculas están más juntas 7
Nota: (*) Respuesta correcta.
correctas
8%
incorrectas
84%
sin contestar
8%
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
140
En el tema de equilibrio químico se observan resultados similares. Al razonamiento sobre el
CO2 (g) al disolverse en fuentes de agua [CO2 (g) + H2O -> H3CO3(ac) -> HCO3-(ac) ->
CO32-(ac),], el 15% de las respuestas implica un desconocimiento de los distintos factores
que afectan el equilibrio químico, pero casi el 50% desconoce que organismos como corales
y los crustáceos requieren de carbonato (CO32-) disponible para formar su exoesqueleto, que
disminuye con el aumento en la acidez debido al aumento de CO2 (g) atmosférico que se
disuelve en el agua de los océanos (tabla 4).
Tabla 4
Elección de repuestas sobre equilibrio químico
Elecciones posibles frecuencia
R1: La prevalencia de ese equilibrio es una función exclusivamente
dependiente de la temperatura.
2
R2: En los ríos preferentemente se mantiene la especie de Carbonato, de ahí
que el pH del agua sea cercano a 7
4
(*) R3: Afecta en los océanos a una variedad de organismos utiliza el CO32-
para formar su exoesqueleto.
7
Nota: (*) Respuesta correcta.
En cuanto a las preguntas sobre aguas residuales y mediciones analíticas, que implican
conocimientos, experticia técnica y cálculos matemáticos, solo uno de los 13 participantes
contestó de manera correcta las preguntas, y del 93% restante entre el 69% y el 84%
respondieron que no conocían sobre el tema (Tabla 5). Estos resultados implican que no se
ha profundizado suficiente en la formación de los docentes en química analítica, y de química
analítica ambiental en particular, por lo que si no se fortalecen estas competencias no estarán
en capacidad de abordar problemas de contaminación en sus comunidades, más aún,
propiciaran concepciones alternativas como señalaban Treagust et al. (2000), Kolomuç y
Çalık (2012) y Mönch y Markic (2022) en sus prácticas educativas.
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
140
En el tema de equilibrio químico se observan resultados similares. Al razonamiento sobre el
CO2 (g) al disolverse en fuentes de agua [CO2 (g) + H2O -> H3CO3(ac) -> HCO3-(ac) ->
CO32-(ac),], el 15% de las respuestas implica un desconocimiento de los distintos factores
que afectan el equilibrio químico, pero casi el 50% desconoce que organismos como corales
y los crustáceos requieren de carbonato (CO32-) disponible para formar su exoesqueleto, que
disminuye con el aumento en la acidez debido al aumento de CO2 (g) atmosférico que se
disuelve en el agua de los océanos (tabla 4).
Tabla 4
Elección de repuestas sobre equilibrio químico
Elecciones posibles frecuencia
R1: La prevalencia de ese equilibrio es una función exclusivamente
dependiente de la temperatura.
2
R2: En los ríos preferentemente se mantiene la especie de Carbonato, de ahí
que el pH del agua sea cercano a 7
4
(*) R3: Afecta en los océanos a una variedad de organismos utiliza el CO32-
para formar su exoesqueleto.
7
Nota: (*) Respuesta correcta.
En cuanto a las preguntas sobre aguas residuales y mediciones analíticas, que implican
conocimientos, experticia técnica y cálculos matemáticos, solo uno de los 13 participantes
contestó de manera correcta las preguntas, y del 93% restante entre el 69% y el 84%
respondieron que no conocían sobre el tema (Tabla 5). Estos resultados implican que no se
ha profundizado suficiente en la formación de los docentes en química analítica, y de química
analítica ambiental en particular, por lo que si no se fortalecen estas competencias no estarán
en capacidad de abordar problemas de contaminación en sus comunidades, más aún,
propiciaran concepciones alternativas como señalaban Treagust et al. (2000), Kolomuç y
Çalık (2012) y Mönch y Markic (2022) en sus prácticas educativas.
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
141
Tabla 5
Preguntas sobre aguas residuales y mediciones analíticas
Pregunta Resultados
Pregunta # 31: A una muestra de agua
de la región de Azuero se le solicita
determinar la DBO5, y se prepara de la
siguiente manera: Muestra=#1, volumen
de muestra: 10mL, OD final=2.6mg/L
La medida del agua de dilución (blanco)
a los cinco días de incubación fue de
7.9mg/L. En todos los casos el volumen
de solución de prueba fue de 300mL.
Determine en base a la información
proporcionada la DBO5 de la muestra.
Producción didáctica- Diseño y producción de clase.
Como parte de los productos, cada participante desarrolló vídeos de clases demostrativas
acerca de las propiedades del agua. Estos trabajos fueron colgados y compartidos en
YouTube, como se observa en la Tabla 6.
correct…
incorrecta
s…
no
conozco
sobre el
tema…
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
141
Tabla 5
Preguntas sobre aguas residuales y mediciones analíticas
Pregunta Resultados
Pregunta # 31: A una muestra de agua
de la región de Azuero se le solicita
determinar la DBO5, y se prepara de la
siguiente manera: Muestra=#1, volumen
de muestra: 10mL, OD final=2.6mg/L
La medida del agua de dilución (blanco)
a los cinco días de incubación fue de
7.9mg/L. En todos los casos el volumen
de solución de prueba fue de 300mL.
Determine en base a la información
proporcionada la DBO5 de la muestra.
Producción didáctica- Diseño y producción de clase.
Como parte de los productos, cada participante desarrolló vídeos de clases demostrativas
acerca de las propiedades del agua. Estos trabajos fueron colgados y compartidos en
YouTube, como se observa en la Tabla 6.
correct…
incorrecta
s…
no
conozco
sobre el
tema…
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
142
Tabla 6
Preguntas sobre aguas residuales y mediciones analíticas
Participante Vídeo
P1 https://www.youtube.com/watch?v=enVcovoqGm8
P2 https://www.youtube.com/watch?v=LKlGKVyWQSU
P3 https://youtu.be/wIoZhES9IQ8
P4 https://www.youtube.com/watch?v=dNwUU8rQo8w&t=1s
P5 https://www.youtube.com/watch?v=-g-AMQhSI-8&feature=youtu.be
P6 https://www.youtube.com/watch?v=gn7ydgtptiU
P7 https://www.youtube.com/watch?v=FArJo8iDVXE
P8 https://www.youtube.com/watch?v=b011KPghQkE&feature=youtu.be
P9 https://youtu.be/5Jnj8sm7R5E
P10 https://www.youtube.com/watch?v=IuPPMgHjOGg
De la aplicación de la técnica de evaluación Entre Pares (P2P), tres a cuatro participantes de
manera individual y anónima evaluaron hasta tres vídeos diferentes al suyo. De los resultados
obtenidos, pese a la rúbrica utilizada, se desprende que hay un dejo de subjetividad
introducida por la zona de confort de los pares académicos que afecta de manera importante
la calificación de buenas propuestas o por el contrario da beneplácito a desarrollos menos
exhaustivos. Es importante, introducir talleres de capacitación de evaluación.
Actividades colaborativas
Los docentes geolocalizaron sus escuelas en mapa de Google y documentaron las
características (nombre de la escuela, nombre del profesor participante, número de
estudiantes, personal docente, disponibilidad y calidad de agua en la escuela, episodios de
contaminación) como se observa Figura 11.
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
142
Tabla 6
Preguntas sobre aguas residuales y mediciones analíticas
Participante Vídeo
P1 https://www.youtube.com/watch?v=enVcovoqGm8
P2 https://www.youtube.com/watch?v=LKlGKVyWQSU
P3 https://youtu.be/wIoZhES9IQ8
P4 https://www.youtube.com/watch?v=dNwUU8rQo8w&t=1s
P5 https://www.youtube.com/watch?v=-g-AMQhSI-8&feature=youtu.be
P6 https://www.youtube.com/watch?v=gn7ydgtptiU
P7 https://www.youtube.com/watch?v=FArJo8iDVXE
P8 https://www.youtube.com/watch?v=b011KPghQkE&feature=youtu.be
P9 https://youtu.be/5Jnj8sm7R5E
P10 https://www.youtube.com/watch?v=IuPPMgHjOGg
De la aplicación de la técnica de evaluación Entre Pares (P2P), tres a cuatro participantes de
manera individual y anónima evaluaron hasta tres vídeos diferentes al suyo. De los resultados
obtenidos, pese a la rúbrica utilizada, se desprende que hay un dejo de subjetividad
introducida por la zona de confort de los pares académicos que afecta de manera importante
la calificación de buenas propuestas o por el contrario da beneplácito a desarrollos menos
exhaustivos. Es importante, introducir talleres de capacitación de evaluación.
Actividades colaborativas
Los docentes geolocalizaron sus escuelas en mapa de Google y documentaron las
características (nombre de la escuela, nombre del profesor participante, número de
estudiantes, personal docente, disponibilidad y calidad de agua en la escuela, episodios de
contaminación) como se observa Figura 11.
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
143
Figura 11
Mapa colaborativo de escuelas de participantes
Evaluación del piloto
El resultado de la encuesta a los docentes practicada vía internet en formulario Google drive
(https://docs.google.com/forms/d/1ea9n-upjcPrfMWDiLYH1hmM90BDHmccP-
Cpye5mShBM/edit#responses) refleja que el 100% de los profesores se mostraron
“totalmente de acuerdo” con la calidad y coherencia de los materiales producidos para el
curso, así como el uso de minivídeos (MVDM) como herramienta de refuerzo, significativas
y beneficiosas para el aprendizaje. Nueve (9/10) docentes están totalmente de acuerdo que
las actividades de geolocalización, muestreo y mediciones de las fuentes de agua en la
contextualización de los aprendizajes.
En la encuesta, con respecto a una segunda fase de fortalecimiento de competencias docentes
para evaluar que realmente se alcanza un impacto a nivel de aula y de escuela, de acuerdo
con la información de cada participante sobre grupos y estudiantes que generalmente
administran y de otros docentes que consideran que tentativamente podrían incorporar de
manera interdisciplinaria como parte del proyecto, se estableció que se podría impactar de
manera directa a una población de 1127 estudiantes y 41 docentes, en promedio 110:1
estudiantes/docente y 4:1 docente/ docente capacitado. (Tabla 7).
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
143
Figura 11
Mapa colaborativo de escuelas de participantes
Evaluación del piloto
El resultado de la encuesta a los docentes practicada vía internet en formulario Google drive
(https://docs.google.com/forms/d/1ea9n-upjcPrfMWDiLYH1hmM90BDHmccP-
Cpye5mShBM/edit#responses) refleja que el 100% de los profesores se mostraron
“totalmente de acuerdo” con la calidad y coherencia de los materiales producidos para el
curso, así como el uso de minivídeos (MVDM) como herramienta de refuerzo, significativas
y beneficiosas para el aprendizaje. Nueve (9/10) docentes están totalmente de acuerdo que
las actividades de geolocalización, muestreo y mediciones de las fuentes de agua en la
contextualización de los aprendizajes.
En la encuesta, con respecto a una segunda fase de fortalecimiento de competencias docentes
para evaluar que realmente se alcanza un impacto a nivel de aula y de escuela, de acuerdo
con la información de cada participante sobre grupos y estudiantes que generalmente
administran y de otros docentes que consideran que tentativamente podrían incorporar de
manera interdisciplinaria como parte del proyecto, se estableció que se podría impactar de
manera directa a una población de 1127 estudiantes y 41 docentes, en promedio 110:1
estudiantes/docente y 4:1 docente/ docente capacitado. (Tabla 7).
Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
144
Tabla 7
Población impactada con el proyecto por participante
Población P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 total
Estudiantes 90 180 104 20 125 80 100 150 158 120 1127
Docentes 3 3 4 2 2 10 3 5 5 4 41
Conclusiones
El uso de pretest permitió identificar las debilidades de carácter disciplinar e interdisciplinar
para el diseño del curso con un enfoque de adquisición de competencias multifocales y
relevantes sobre la gestión del agua. Se considera que se ha logrado desarrollar una propuesta
de formación para fortalecer las competencias de docentes químicos de educación media,
para que sean capaces de diseñar y evaluar clases de química utilizando el agua como eje
curricular.
Se percibe que el piloto logró cambiar la perspectiva experiencial de los docentes que están
ávidos de implementar la transposición didáctica. Sin embargo, debido a las debilidades
técnicas (química analítica ambiental) se requiere de una segunda fase del proyecto que
permita el acompañamiento de los docentes en la implementación de prácticas de monitoreo
de fuentes de aguas superficiales, evaluación de resultados de contaminación y difusión de
resultados interescolares como parte de su producción a nivel de aula.
Agradecimiento
Se agradece a la Secretaria Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación (SENACYT) de
Panamá por el financiamiento del Proyecto MoPET del que el Piloto formó parte.
Referencias
Banco Bilbao Vizcaya Argentaria. (21 de abril de 2023). Cuánta agua potable le queda al
planeta. https://www.bbvaopenmind.com/ciencia/medioambiente/cuanta-agua-
potable-le-queda-al-planeta/
Chevallard, Y. (1998). La transposición didáctica. Del saber sabio al saber enseñado.
AIQUE grupo editor.
https://www.terras.edu.ar/biblioteca/11/11DID_Chevallard_Unidad_3.pdf
Dahlgren, R., Nieuwenhuyse, E., y Litton, G. (2004). Transparency tube provides reliable
water-quality measurements. California Agriculture, 58(3), 149-153.
https://doi.org/10.3733/ca.v058n03p149
Díaz-Pinzón, J. E. (2021). Análisis de los resultados de la prueba PISA 2018 en matemáticas
para América. Revista de Investigaciones Universidad del Quindío, 33(1), 104-114.
https://doi.org/10.33975/riuq.vol33n1.463
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
144
Tabla 7
Población impactada con el proyecto por participante
Población P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 total
Estudiantes 90 180 104 20 125 80 100 150 158 120 1127
Docentes 3 3 4 2 2 10 3 5 5 4 41
Conclusiones
El uso de pretest permitió identificar las debilidades de carácter disciplinar e interdisciplinar
para el diseño del curso con un enfoque de adquisición de competencias multifocales y
relevantes sobre la gestión del agua. Se considera que se ha logrado desarrollar una propuesta
de formación para fortalecer las competencias de docentes químicos de educación media,
para que sean capaces de diseñar y evaluar clases de química utilizando el agua como eje
curricular.
Se percibe que el piloto logró cambiar la perspectiva experiencial de los docentes que están
ávidos de implementar la transposición didáctica. Sin embargo, debido a las debilidades
técnicas (química analítica ambiental) se requiere de una segunda fase del proyecto que
permita el acompañamiento de los docentes en la implementación de prácticas de monitoreo
de fuentes de aguas superficiales, evaluación de resultados de contaminación y difusión de
resultados interescolares como parte de su producción a nivel de aula.
Agradecimiento
Se agradece a la Secretaria Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación (SENACYT) de
Panamá por el financiamiento del Proyecto MoPET del que el Piloto formó parte.
Referencias
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Diseño de propuesta de capacitación para fortalecer competencias de docentes químicos, utilizando
el agua como eje curricular
Yira Araúz Santamaría de Monteza
145
Fan, Y., Tian, F., Qin, T., Li, X. Y., y Liu, T. Y. (2018). Learning to teach. arXiv preprint
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007-9070-9
Kolomuç, A. y Çalık, M. (2012). A comparison of chemistry teachers' and grade 11 students'
alternative conceptions of'rate of reaction'. Journal of Baltic Science Education,
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