Educación química - Chemistry education

Los niños mezclan sustancias químicas en tubos de ensayo como parte de un programa práctico de educación química en Samara , Rusia.

La educación química (o educación química ) es el estudio de la enseñanza y el aprendizaje de la química . Es un subconjunto de la educación STEM o la investigación en educación basada en disciplinas [1] [1] [./Chemistry_education#cite_note-1 [1] ] (DBER). Los temas en la educación química incluyen comprender cómo los estudiantes aprenden química y determinar los métodos más eficientes para enseñar química. Existe una necesidad constante de mejorar los planes de estudio de química y los resultados del aprendizaje basados ​​en los hallazgos de la investigación en educación química (CER). La educación en química puede mejorarse cambiando los métodos de enseñanza y proporcionando la formación adecuada a los instructores de química, dentro de muchos modos, incluidas conferencias en el aula, demostraciones y actividades de laboratorio.

Importancia

La educación química es importante porque el campo de la química es fundamental para nuestro mundo. El universo está sujeto a las leyes de la química, mientras que los seres humanos dependen del progreso ordenado de las reacciones químicas dentro de sus cuerpos. Descrita como la ciencia central , la química conecta las ciencias físicas con las ciencias de la vida y las ciencias aplicadas . La química tiene aplicaciones en la alimentación , la medicina , la industria , el medio ambiente y otras áreas. El aprendizaje de la química permite a los estudiantes aprender sobre el método científico y adquirir habilidades en pensamiento crítico , razonamiento deductivo , resolución de problemas y comunicación . Enseñar química a los estudiantes a una edad temprana puede aumentar el interés de los estudiantes en las carreras STEM . La química también proporciona a los estudiantes muchas habilidades transferibles que se pueden aplicar a cualquier carrera.

Estrategías de enseñanza

El método más común de enseñar química es la conferencia con un componente de laboratorio. Los cursos de laboratorio se convirtieron en una parte central del plan de estudios de química a finales del siglo XIX. El científico alemán Justus von Liebig juega un papel importante en el cambio del modelo de conferencias con demostraciones a uno que incluye un componente de laboratorio. Liebig fue uno de los primeros químicos en realizar un laboratorio y su metodología se generalizó en los Estados Unidos gracias a los esfuerzos de Eben Horsford y Charles W. Eliot . Después de trabajar en el laboratorio de Liebig, Horsford regresó a los Estados Unidos y ayudó a establecer la Escuela Científica Lawrence en la Universidad de Harvard . La escuela se inspiró en la metodología de Liebig y estableció el primer curso de laboratorio de química. Dos años más tarde, Charles W. Eliot comenzó a trabajar como voluntario en el laboratorio. Los intereses de Eliot en el laboratorio crecieron y finalmente se hizo cargo de él. Más tarde, Eliot fue elegido presidente de Harvard en 1869. Eliot también desempeñó otras funciones importantes en la educación, lo que le permitió influir en la adopción generalizada de métodos de laboratorio. En la actualidad, la Sociedad Estadounidense de Química para la Capacitación Profesional requiere que los estudiantes obtengan 400 horas de experiencia en el laboratorio, fuera de la introducción a la química, para obtener una licenciatura. De manera similar, la Royal Society of Chemistry requiere que los estudiantes obtengan 300 horas de experiencia en laboratorio para obtener una licenciatura.

Sin embargo, desde el siglo XXI, el papel de los cursos de laboratorio en el plan de estudios de química ha sido cuestionado en las principales revistas. El principal argumento en contra de los cursos de laboratorio es que hay poca evidencia de su impacto en el aprendizaje de los estudiantes. Los investigadores se están planteando preguntas como "¿por qué tenemos trabajo de laboratorio en el plan de estudios? ¿Qué es lo distintivo del trabajo de laboratorio que no se puede cumplir en ninguna otra parte del plan de estudios?" Los investigadores están pidiendo pruebas de que la inversión de espacio, tiempo y recursos en los laboratorios de química aporta valor al aprendizaje de los estudiantes.

Teorías de la educación

Hay varias perspectivas filosóficas diferentes que describen cómo se lleva a cabo el trabajo en la educación química.

Perspectiva del practicante

La primera es lo que podríamos llamar la perspectiva del practicante , en la que los individuos responsables de la enseñanza de la química (profesores, instructores, profesores) son los que, en última instancia, definen la educación química por sus acciones.

Perspectiva de los educadores químicos

Una segunda perspectiva está definida por un grupo autoidentificado de educadores químicos , miembros de la facultad e instructores que, en lugar de declarar su interés principal en un área típica de investigación de laboratorio ( orgánica , inorgánica , bioquímica , etc.), se interesan en contribuir con sugerencias, ensayos, observaciones y otros informes descriptivos de la práctica al dominio público, a través de publicaciones en revistas, libros y presentaciones. El Dr. Robert L. Lichter, entonces Director Ejecutivo de la Fundación Camille y Henry Dreyfus, hablando en una sesión plenaria en la 16ª Conferencia Bienal sobre Educación Química (reuniones recientes de BCCE: [1] , [2] ), planteó la cuestión de ¿Por qué existen términos como "educador químico" en la educación superior, cuando existe un término perfectamente respetable para esta actividad, a saber, "profesor de química"? Una crítica a este punto de vista es que pocos profesores aportan a sus puestos de trabajo alguna preparación formal o antecedentes sobre educación y, por lo tanto, carecen de una perspectiva profesional sobre la empresa de enseñanza y aprendizaje, en particular los descubrimientos realizados sobre la enseñanza eficaz y cómo aprenden los estudiantes.

Un instructor y un alumno miran nubes de humo y una llama brillante que se produce en el borde de una mesa.
Demostración en una clase de química.

Investigación en educación química (CER)

Una tercera perspectiva es la investigación en educación química (CER). CER es un tipo de investigación educativa basada en disciplinas (DBER) que se centra en la enseñanza y el aprendizaje de la química. Un objetivo primordial para los investigadores en educación química es ayudar a los estudiantes a desarrollar un conocimiento de la química "similar al de un experto" (coherente y útil). Así, el campo de las CER implica investigar:

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

y desarrollar instrumentos para medir lo anterior.

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

La Beca de Enseñanza y Aprendizaje (SoTL)

También existe una perspectiva emergente llamada The Scholarship of Teaching and Learning (SoTL). Aunque existe un debate sobre cómo definir mejor el SoTL, una de las prácticas principales es que los miembros de la facultad general (orgánicos, inorgánicos, bioquímicos, etc.) desarrollen una visión más informada de sus prácticas, cómo llevar a cabo investigaciones y reflexiones sobre sus prácticas. propia enseñanza, y sobre lo que constituye una comprensión profunda en el aprendizaje de los estudiantes.

Enfoque de pensamiento sistémico

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

Publicaciones académicas

Varias revistas publican artículos relacionados con la educación química. Algunas revistas se centran en niveles educativos particulares (escuelas frente a universidades), mientras que otras cubren todos los niveles educativos. Los artículos de revistas abarcan desde informes sobre prácticas en el aula y el laboratorio hasta investigación educativa.

La investigación en la educación química también se publica en revistas del campo más amplio de la educación científica .

Grados ofrecidos en química

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

Además, los colegios y universidades ofrecen títulos de química con especialización en educación química. Algunos ejemplos son:

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

Ver también

Referencias

enlaces externos