Volume 13 - Issue 73
/ January 2024
355
http:// www.amazoniainvestiga.info ISSN 2322- 6307
DOI: https://doi.org/10.34069/AI/2024.73.01.30
How to Cite:
Villagrán-Villegas, L.Y., Patiño-Ortiz, M., Patiño Ortiz, J., & Siordia-Vásquez, X. (2024). Implementación de un modelo sistémico
en la enseñanza de nanotecnología para la educación básica: Un estudio de caso. Amazonia Investiga, 13(73), 355-372.
https://doi.org/10.34069/AI/2024.73.01.30
Implementación de un modelo sistémico en la enseñanza de
nanotecnología para la educación básica: Un estudio de caso
Implementation of a systemic model in nanotechnology teaching for basic education: A case study
Received: December 21, 2023 Accepted: January 28, 2024
Written by:
Luz Yazmín Villagrán-Villegas1
https://orcid.org/0000-0003-3860-2923
Miguel Patiño-Ortiz2
https://orcid.org/0000-0002-5630-8077
Julián Patiño Ortiz3
https://orcid.org/0000-0001-8106-9293
Xóchitl Siordia-Vásquez4
https://orcid.org/0000-0002-8472-8001
Resumen
Este estudio presenta un innovador modelo de
enseñanza para la nanotecnología en la
educación básica, que integra estrategias
diseñadas para fomentar el aprendizaje
significativo. Se aplica la taxonomía SOLO para
evaluar la efectividad de las respuestas de los
estudiantes. En un esfuerzo por avanzar en la
calidad educativa a nivel mundial, México se
enfrenta a desafíos derivados de factores tanto
externos como internos. Este modelo se basa en
la metodología de sistemas blandos, tratando el
proceso educativo como un sistema influido por
su contexto social y político. La evaluación de la
calidad educativa se realiza a través del análisis
de índices de deserción escolar y eficiencia
terminal, adoptando un enfoque sistémico para
identificar y tratar los principales factores que
impactan estos indicadores en la enseñanza de las
ciencias a nivel básico. El modelo prioriza los
aspectos críticos de la educación: contenido,
evaluación, valores, entorno educativo y los roles
fundamentales de profesores y estudiantes.
Aunque específicamente desarrollado para la
enseñanza de nanotecnología y nanociencia, el
1
Doctora en Ciencias en Ingeniería Mecánica, Profesora de la Universidad Veracruzana México, Facultad de Ingeniería Mecánica
Eléctrica, CDMX, México. WoS Researcher ID: AAQ-8049-2021
2 Doctor en Ciencias en Ingeniería Mecánica, Profesor Investigador en el Instituto Politécnico Nacional, ESIME Zacatenco, CDMX,
México. WoS Researcher ID: JVZ-7493-2024
3 Doctor en Ciencias en Ingeniería Mecánica y Doctor en Ciencias en Administración, Profesor Investigador en el Instituto Politécnico
Nacional, ESIME Zacatenco, CDMX, México.
4 Doctora en Ciencias en Ingeniería Electrónica, Profesora de la Universidad Veracruzana México, Facultad de Ingeniería en
Comunicaciones y Electrónica, CDMX, México.
356
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modelo ofrece flexibilidad para adaptarse a otras
materias, asegurando una armonía entre los
objetivos, metas y recursos disponibles dentro
del contexto de la Nueva Escuela Mexicana.
Palabras clave: Modelo de enseñanza,
educación básica, sistemas suaves, proceso
enseñanza-aprendizaje (PEA), nanociencias para
niños.
Introducción
La calidad educativa se enfoca en satisfacer las
expectativas de la sociedad, valorándose por la
habilidad del sistema educativo para responder a
las demandas de la población, según Edwards
(1991). En un contexto marcado por la
globalización, el rápido avance tecnológico y las
expectativas en constante evolución, resulta
crucial formar individuos dotados de los
conocimientos, habilidades, actitudes y valores
necesarios para comprender, influir y mejorar su
entorno. La necesidad de desarrollar este modelo
de enseñanza de nanotecnología surge de
desafíos específicos, como la brecha entre el
avance acelerado en el campo de la
nanotecnología y la capacidad de los sistemas
educativos tradicionales para integrar estos
avances de manera efectiva en sus currículos.
Además, se enfrenta al reto de satisfacer la
creciente demanda de profesionales capacitados
en nanotecnología, lo que implica la necesidad de
revisar y adaptar los métodos pedagógicos para
incluir enseñanzas especializadas que respondan
tanto a las necesidades del mercado laboral como
a los imperativos de la innovación y el desarrollo
sostenible.
La necesidad de innovación en la educación es
imperante, enfocándose en metodologías activas
como el 'aprender haciendo', que permiten a los
niños interactuar directamente con los
materiales, empleando pequeñas cantidades para
experimentar y explorar las bases de la
nanociencia. Esta aproximación práctica busca
no solo fomentar la curiosidad y el interés en las
ciencias desde una edad temprana sino también
promover la inclusión y potenciar las áreas de
STEAM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Artes
y Matemáticas), asegurando que los beneficios
de estas intervenciones educativas se proyecten a
largo plazo y contribuyan a formar una sociedad
más preparada y equitativa. El aprendizaje
basado en indagación bajo enfoque STEAM es
un enfoque interdisciplinario para ofrecer
explicaciones desde las ciencias y los saberes de
las comunidades.
Es fundamental desarrollar ciudadanos con una
sólida cultura científica, ya que esto no solo
mejora la gestión de la vida cotidiana, sino que
también contribuye a abordar desafíos sanitarios
y de supervivencia a nivel global, destaca
(Bazán, 2006). No obstante, la educación
moderna enfrenta un desafío significativo: la
elección entre un conocimiento fragmentado y la
necesidad de resolver problemas que son por
naturaleza interdisciplinarios,
multidimensionales y de alcance global, según
(Morin, Ciurana, & Motta, 2002) sostiene que
para que el conocimiento sea realmente
relevante, es necesario integrar cuatro criterios
esenciales que promuevan un aprendizaje
significativo y, por ende, el desarrollo de una
"inteligencia general".
La divulgación de la ciencia y tecnología se erige
como una potente herramienta de comunicación
que reúne a audiencias variadas, incluyendo
expertos de diversas disciplinas, con el objetivo
de aclarar temas específicos, según
(Tutor Sánchez & Takeuchi, 2015). Este esfuerzo
exige la capacidad de simplificar conceptos
inherentemente complejos, haciéndolos
accesibles y entendibles para todos (García &
Foladori, 2015). Recientemente, la nanociencia y
la nanotecnología han ganado notoriedad en la
investigación, la divulgación y la educación
científica, gracias a investigaciones de
vanguardia con impacto social significativo, tales
como el desarrollo de nuevos medicamentos,
avances en materiales industriales y su aporte a
la ciencia de materiales e ingeniería (Ledesma,
2019).
La formación en nanotecnología es crucial, ya
que sienta las bases para el progreso científico en
este campo y estimula a las nuevas generaciones,
tanto en México como internacionalmente, a
elegir carreras científicas (Winkelmann &
Bhushan, 2016). Mediante su enseñanza, es
posible destacar la amplia variedad de
aplicaciones de la nanotecnología en la vida
diaria. No obstante, la divulgación efectiva
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requiere de estrategias definidas que incluyen la
formación de docentes, el empleo de un lenguaje
claro, la aplicación de conocimientos prácticos,
charlas interdisciplinarias y enfoques
pedagógicos variados (Robinson et al., 2014).
Este estudio busca generar un impacto positivo
en los estudiantes de nivel básico,
introduciéndolos en el fascinante mundo
nanométrico de la nanociencia y la
nanotecnología para despertar su curiosidad,
enriquecer su comprensión de estos campos y
promover el desarrollo de habilidades científicas
y tecnológicas (Rodríguez & Bernal, 2011). Este
trabajo trasciende la teoría mediante un enfoque
práctico y participativo: la creación de material
didáctico innovador permite a los estudiantes
experimentar y aplicar conceptos de manera
activa y creativa (Capacho, 2011).
Marco Teórico
Este proyecto se enfoca en analizar un proyecto
con el objetivo de comprender sus variables y
frecuencias para, finalmente, sugerir soluciones
en el desarrollo de modelos pedagógicos
innovadores. Se fundamenta en la metodología
de sistemas suaves, reconocida por su
adaptabilidad, perdurabilidad y capacidad para
abordar problemas no estructurados con
significativas repercusiones sociales y políticas.
A diferencia de enfocarse exclusivamente en los
problemas inmediatos, esta aproximación se
concentra en las circunstancias subyacentes que
los originan.
Azabache (2012) (Acuña Salinas, 2020) señala
que el diseño educativo está condicionado por un
entorno dinámico, en el que intervienen factores
sociales, políticos, económicos e históricos,
impactando directamente en aspectos críticos
como la reprobación y la deserción en
asignaturas científicas.
(Checkland & Poulter, 2020) amplía esta visión
identificando tres retos principales en el campo
científico:
• Complejidad Global: El mundo, en su
intrincada naturaleza, ha requerido que su
estudio se divida en disciplinas específicas,
como física o biología.
• Ciencias Sociales: A diferencia de las
ciencias naturales con teorías consolidadas,
las ciencias sociales no cuentan con leyes
generales y enfrentan dificultades en la
predicción de fenómenos sociales.
• Aplicación Real de la Ciencia: La toma de
decisiones y la administración presentan
problemas inherentes en la aplicación
directa de la ciencia al mundo tangible.
(Checkland, 1999) y (Rennie, 1992) proponen la
metodología de sistemas suaves como un
enfoque flexible para la resolución de problemas.
Esta metodología, estructurada en siete fases, se
fundamenta en principios de aprendizaje y está
diseñada principalmente para analizar y mejorar
situaciones complejas en la realidad,
promoviendo el pensamiento sistémico en sus
etapas clave.
Figura 1. Metodología para sistemas blandos (Checkland & Scholes, 1999)
358
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Para la presente investigación, se ha seleccionado
el modelo de investigación como marco
metodológico, debido a que este modelo presenta
una estructura interna definida que reconoce y
aborda problemas de naturaleza científica.
Esta estructura sirve como soporte esencial para
la organización de los contenidos que se
impartirán a los estudiantes (Ruíz, 2007). Las
características distintivas del modelo de
investigación incluyen:
❖ Participación Activa del Estudiante: El
modelo promueve que los estudiantes se
involucren activamente en la construcción
del conocimiento. Utilizan su saber previo
como punto de partida para abordar y
resolver proyectos o mini-proyectos.
❖ Rol Proactivo del Docente: Dentro de este
modelo, es imperativo que el docente pueda
diseñar y plantear problemas que sean
relevantes y significativos para los
estudiantes et al: (Ruíz, 2007) sugiere que,
bajo este enfoque, el docente debe:
• Diagnosticar las ideas previas de los
estudiantes y facilitar la construcción de
nuevos conocimientos.
• Fomentar la adquisición de habilidades de
orden cognitivo.
• Estimular actitudes positivas hacia la ciencia
y fomentar comportamientos científicos.
• Tender puentes entre el conocimiento
científico y el conocimiento cotidiano.
• Evaluar y calibrar el nivel de comprensión
científica de los estudiantes.
Con esta estructura y orientaciones, el modelo de
investigación propone un enfoque pedagógico
que busca una participación activa del estudiante
y un rol dinámico y orientador del docente,
considerando cuatro factores para que el
conocimiento tenga sentido de pertinencia, los
cuales son: el contexto, lo global (las relaciones
entre todo y partes), lo multidimensional y lo
complejo. (Tabla 1).
Tabla 1.
Los cuatro factores que se deben considerar para que el conocimiento sea pertinente.
Adaptado de (Morin, Ciurana, & Motta, 2002).
La educación contemporánea se halla ante
múltiples retos y dificultades. Estos desafíos
pueden originarse tanto por factores exógenos
como endógenos. Tradicionalmente, se ha
intentado abordar estas problemáticas de forma
segmentada y lineal, siguiendo un "Enfoque
analítico".
Esto implica que no se han tratado como
componentes de un sistema unificado; un sistema
se define como una entidad cuya existencia y
funcionalidad dependen de la interacción
armónica de sus componentes. En este contexto,
cada componente está interconectado y colabora
de manera cohesiva, de acuerdo con el "Enfoque
sistémico" (García & Reséndiz, 2017).
El enfoque sistémico se presenta como una
metodología que organiza el conocimiento con el
propósito de optimizar la acción (Rosnay, 1997).
Por el contrario, el enfoque analítico busca
fragmentar el conjunto para examinar cada
elemento de forma individual, obviando las
interconexiones y la dinámica global a la que
pertenecen (Sáenz, 2009).
La Tabla 2 subraya las diferencias
fundamentales entre estos dos enfoques.
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Tabla 2.
Las diferencias fundamentales entre el enfoque analítico y el enfoque sistémico.
Adaptado de (Rosnay, 1997).
Así, se adoptará la Teoría General de Sistemas
(TGS), que ha sido empleada en múltiples
contextos como los físicos, biológicos, culturales
y psicológicos (Mobus & Kalton, 2015). Su
principal propósito es "analizar la realidad de
manera global y las disciplinas que se enfocan en
cómo los humanos abordan la solución de
problemas, ya sea para comprender fenómenos o
para intervenir en ellos" según lo señala et al:
(Latorre, 1996).
Desde la perspectiva educativa, la TGS nos
permite concebir el proceso enseñanza-
aprendizaje (PEA) como un sistema donde
diferentes actores convergen hacia un objetivo
común. Un sistema se describe como "un
conjunto integrado por componentes
interconectados de manera organizada, en el que
las partes se influencian mutuamente dentro del
sistema y se transforman al salir de él"
(Van Gigch, 2012).
El PEA es entendido como un mecanismo de
comunicación deliberada entre docente y
alumno, desarrollándose principalmente en el
aula, enmarcado por un contexto institucional (la
escuela o centro educativo) que ofrece las
condiciones adecuadas para diseñar estrategias
dirigidas al aprendizaje. Por ende, el PEA debe
incorporar las características esenciales de un
sistema, tal como lo señala (Bertalanffy, 1986),
ver Figura 2.
Figura 2. Funciones básicas realizadas por un sistema.
Adaptado de (Bertalanffy, 1986).
• Entrada: Es la fuerza de arranque que
proporciona la información, energía o
materia al sistema.
• Salida: Las salidas son el resultado de un
proceso de transformación en el que se
integran los elementos y sus relaciones, los
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cuales deben ser afines con el objetivo del
sistema.
• Retroalimentación: Es la función de
regreso que tiene un sistema para
confrontar la salida con algún criterio
preestablecido que gestiona el cumplimiento
del propósito del sistema.
El PEA, al igual que la TGS, trabaja con
diferentes niveles de complejidad, como se
observa en la Figura 3.
Figura 3. El sistema y suprasistema del Proceso de Enseñanza-Aprendizaje.
Adaptado de (Compañ, 2018).
Los niveles de complejidad inherentes al PEA
son:
• Sistema: Refiere al proceso integral de
enseñanza-aprendizaje.
• Subsistemas: Estos constituyen los
componentes del sistema principal. Dentro
de estos encontramos:
a) Subsistema cognitivo: (Luffiego et al.,
1991) et al: lo define como "una estructura
dedicada a la selección, almacenamiento y
procesamiento de información, dotada de
capacidades distintivas de la especie
humana, pero sujeta a variaciones
individuales".
En la Figura 4 se ilustra la interacción entre la
información y el subsistema cognitivo,
visualizándolo como un sistema abierto
influenciado por diversos elementos, tales como
la motivación, la información y la estructura
conceptual. Estos factores inciden directamente
en el aprendizaje, dado que, según (Johansen,
2004), el conocimiento "se expande mediante la
absorción de información, es decir, al integrar
mensajes que reconfiguran el entendimiento del
receptor".
Figura 4. Influencia de la información en el sistema de cognición
Adaptado de (Luffiego et al., 1991)
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La Figura 5 ilustra cómo la información se
conceptualiza como un conjunto de datos
procesados que poseen relevancia y significado.
En contraposición, el conocimiento se construye
a partir de la información enriquecida por
experiencias, reflexiones e interpretaciones,
elevando su valor y haciéndolo esencial para la
toma de decisiones y la implementación de
acciones (Davenport, De Long, & Beers, 1998).
Figura 5. Proceso de convertir los datos en información y la información en conocimiento.
Adaptado de (Davenport, De Long, & Beers, 1998).
b) Subsistema de Conocimientos y
Habilidades: El conocimiento se
conceptualiza como un enfoque estructurado
para deducir principios y esclarecer
fenómenos, proporcionando soluciones a
situaciones problemáticas (Morin, Ciurana,
Motta, 2002) argumentan que "el
pensamiento sistémico u organizacional
permite establecer conexiones entre el
conocimiento de las partes individuales y el
conocimiento global, y viceversa".
c) Subsistema Docente-Alumno: Este se
define como un sistema social, compuesto
por actores clave: estudiantes y docentes. La
finalidad primordial de este subsistema es
fomentar un ambiente propicio para el
aprendizaje.
• Suprasistema: Representa el entorno que
envuelve al proceso educativo. En el
contexto de este estudio, el suprasistema es
el centro educativo, que se identifica como
un sistema abierto debido a su continua
interacción y adaptación al ambiente
(Capacho, 2011) lo describe como una
entidad que "se engancha en interacciones
sociales a través de un currículo, situado en
un contexto socio-histórico específico".
Es esencial reconocer que, al ver al centro
educativo como un sistema abierto con la
responsabilidad principal de prosperar mediante
la adaptación y el intercambio de recursos con su
entorno, se adopta una perspectiva socio-técnica.
Esta perspectiva está compuesta por dos
subsistemas esenciales, como se detalla en la
Figura 6.
Figura 6. Los subsistemas que conforman al sistema socio-técnicos.
Adaptado de (Stan, s.f)
362
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Finalmente, es esencial destacar el entorno del
sistema, que comprende todos los factores
externos que circundan y afectan al centro
educativo, influyendo en su comportamiento y
trayectoria evolutiva. La relevancia radica en la
interacción bidireccional entre el sistema y su
entorno. Esta dinámica permite que tanto el
sistema influya en su entorno como viceversa
(Sáenz, 2009).
Metodología
Aplicación de la taxonomía SOLO (Structure of
Observed Learning Outcomes) / ERAO
(Estructura del Resultado del Aprendizaje
Observado).
El objetivo es desarrollar un modelo con
estrategias didácticas basadas en un enfoque
constructivista, facilitando así la asimilación de
conceptos por parte de los estudiantes. Para
evaluar los logros obtenidos, se utilizará la
taxonomía SOLO (Structure of Observed
Learning Outcomes) o, en su versión en español,
ERAO (Estructura del Resultado del
Aprendizaje Observado).
Esta taxonomía se organiza jerárquicamente en
cinco niveles. Cada nivel incorpora verbos
específicos que actúan como indicadores para
medir el grado de comprensión o la profundidad
del entendimiento del estudiante sobre un tema
determinado (véase Figura 7).
Figura 7. Los niveles de entendimiento y sus respectivos verbos que sugiere la taxonomía SOLO.
Adaptado de (Biggs & Collis, 1982).
La taxonomía SOLO clasifica sus tres primeros
niveles en una fase cuantitativa y los dos últimos
en una fase cualitativa, los cuales se explican en
la Tabla 3.
La taxonomía SOLO en dos fases, una fase
cuantitativa que considera sus tres primeros
niveles de entendimiento y una fase cualitativa
que considera los dos últimos, los cuales se
describen en la Tabla 3.
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Tabla 3.
Descripción de los Niveles entendimiento de la taxonomía SOLO.
Adaptado de (Biggs & Collis, 1982).
La información se recaba en la fase 1. En la fase
2 se diseñó una visión enriquecida en donde se
expone el problema de forma estructurada con
sus principales actores y relaciones que afectan
al proceso de aprendizaje; entre los que destacan
los factores intrapersonales e interpersonales
(Ver Figura 8).
Figura 8. Visión enriquecida del proceso de aprendizaje.
Elaboración propia.
364
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En la Tabla 4 se definen los significados de cada imagen que conforma la visión enriquecida de la Figura
8.
Tabla 4.
Definiciones de la visión enriquecida del proceso de enseñanza-aprendizaje.
Elaboración propia.
El modelo sistémico de enseñanza se estructura
en cuatro fases esenciales:
• Planeación: Durante esta fase, es
imperativo que el docente considere los
conocimientos previos del alumno, así como
las creencias compartidas, tanto por él como
por sus estudiantes. Es fundamental tener en
cuenta el contenido específico de
Nanociencias y los objetivos alineados a la
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temática a desarrollar, sin omitir la
dimensión axiológica, es decir, los valores.
Para determinar los conocimientos previos
de los estudiantes, es aconsejable realizar
una evaluación diagnóstica basada en la
taxonomía SOLO, que refleje tanto su nivel
cognitivo como sus factores intrapersonales.
• Diseño: Esta fase se centra en la preparación
meticulosa de estrategias, actividades,
materiales y/o recursos educativos derivados
de la información recopilada en la fase de
planeación. La creación de estos materiales
se basa en proyectos, ya sean reales o
simulados, pues estos promueven
habilidades cognitivas en los estudiantes. Un
ejemplo puede ser el diseño de mini-
proyectos (prácticas) orientados a responder
ciertas interrogantes en contextos reales.
Este modelo está imbuido de un enfoque
constructivista, promoviendo la integración
de nuevos conocimientos basándose en las
experiencias y saberes previos del
estudiante.
• Implementación: Durante esta etapa, se
ponen en práctica los recursos y estrategias
previamente diseñados, materializándose en
la interacción docente-alumno.
• Evaluación: Esta fase se desglosa en tres
momentos clave: inicial, intermedio y final,
también conocidos como modelo 3P
(Presagio, Proceso y Producto). Esto implica
primero determinar el nivel inicial de los
estudiantes a través de una evaluación
diagnóstica. Este conocimiento inicial
guiará la implementación y diseño de
estrategias posteriores. A lo largo del
proceso, se evaluará de manera recurrente la
eficacia y eficiencia del modelo en relación
con el progreso de los estudiantes,
identificando su nivel cognitivo en
consonancia con la taxonomía SOLO, como
se detalla en la Tabla 5.
Tabla 5.
Niveles de comprensión de acuerdo a la taxonomía SOLO.
Adaptado de (Biggs & Collis, 1982).
La taxonomía de Bloom se basa en la
clasificación de los objetivos educativos y está
enfocado en tres puntos importantes que son: el
cognitivo, afectivo y el psicomotor; por ello se
utiliza como un apoyo para saber ¿cómo ir
logrando los aprendizajes de un programa de
estudio? y para el diseño de las estrategias. Se
basa en diferentes etapas como se muestra en la
Figura 9.
366
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Figura 9. Niveles de los objetivos en la taxonomía de BLOOM
Adaptado de (Bloom, 1956).
Para cada uno de sus niveles tiene como apoyo
un conjunto de verbos, que servirán como una
guía para el docente, la cual permite analizar el
mapa curricular y evaluar el nivel de aprendizaje
o conocimiento a adquirir. Cada uno de los
niveles tiene un propósito y son:
• Conocimiento: Está enfocado en la
memorización de información.
• Compresión: Entendimiento de la forma
más simple de la información.
• Aplicación: La interrelación de la
información y la realidad.
• Análisis: La división del todo en sus partes
y la asimilación de cada una de sus partes.
• Síntesis: La comparación de la integración
de sus partes, para construir un todo.
• Evaluación: La crítica para generar ideas
nuevas y soluciones.
La metodología de implementación del proyecto
"Nano para Niñas, Niños y Jóvenes" integra las
taxonomías de Bloom y SOLO a través de seis
fases estratégicas:
Fase 1: Preparación y Alianzas
Bloom: Conocimiento – Crear conciencia sobre
las nanociencias.
SOLO: Pre-estructural – Reconocimiento de la
diversidad en el conocimiento.
Desarrollo: Establecimiento de alianzas y
reclutamiento de instructores con énfasis en la
adaptabilidad pedagógica para abordar los
variados niveles de comprensión de los
estudiantes en Nanociencias.
Fase 2: Capacitación de Instructores
Bloom: Comprensión y Aplicación – Capacitar
en la teoría y práctica de las nanociencias.
SOLO: Uni-estructural – Enseñanza de
conceptos clave individualizados.
Desarrollo: Formación exhaustiva de
instructores en conceptos de nanociencias y
técnicas didácticas, enfocándose en la
comprensión y aplicación práctica de conceptos
individuales.
Fase 3: Desarrollo Curricular
Bloom: Análisis – Diseñar el currículo con
actividades que promuevan el análisis crítico.
SOLO: Multi-estructural – Distinguir y
relacionar múltiples conceptos.
Desarrollo: Creación de un currículo que integre
actividades prácticas y demostrativas, diseñadas
para facilitar el análisis y la comprensión de la
interrelación entre diversos conceptos de
nanociencias.
Fase 4: Implementación del Programa
Bloom: Síntesis – Integrar conocimientos en
experiencias prácticas.
SOLO: Relacional – Comprender las
interconexiones de los conceptos.
Desarrollo: Ejecución de sesiones prácticas en
las escuelas, permitiendo a los estudiantes
experimentar la síntesis de conocimientos de
nanociencias, efectuar experimentos para
comprender conceptos básicos de nanociencias y
entender sus aplicaciones prácticas y teóricas en
el mundo real.
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Fase 5: Evaluación y Mejora Continua
Bloom: Evaluación – Crítica y reflexión sobre el
aprendizaje.
SOLO: Extendido Abstracto – Aplicación del
conocimiento en nuevos contextos.
Desarrollo: Recopilación de retroalimentación y
realización de evaluaciones sumativas para medir
la comprensión y aplicación de conocimientos en
nanociencias, permitiendo la mejora continua del
programa.
Fase 6: Sostenibilidad y Escalabilidad
Bloom y SOLO: Integración avanzada – Extender
la aplicación de conocimientos y habilidades.
Desarrollo: Estrategias para asegurar
financiamiento y creación de comunidades de
aprendizaje (células de aprendizaje) que
promuevan la innovación y aplicación de las
nanociencias en contextos variados y sostenibles
en niveles superiores de educación, para alumnos
con barreras de aprendizaje y en lenguas
originarias.
Al integrar las taxonomías de Bloom y SOLO, el
proyecto asegura un enfoque educativo holístico
que no solo abarca la adquisición y comprensión
de conocimientos, sino que también enfatiza la
aplicación, el análisis, la síntesis y la evaluación
de estos conocimientos en contextos reales y
diversos. Esto permite desarrollar un aprendizaje
profundo y significativo en nanociencias,
fomentando la inclusión, la igualdad de
oportunidades educativas y la estimulación de
vocaciones científicas desde una edad temprana.
Resultados y discusión
El proyecto "Nano para Niños" en México busca
promover la inclusión y el empoderamiento a
través de la educación de calidad en ciencia y
tecnología, alineándose con el Modelo de
Ciudadanos del Mundo de la UNESCO, la
Economía Circular y el Manifesto 2030. Con un
enfoque en las nanociencias y nanotecnología, se
propone igualar oportunidades educativas,
especialmente para niñas, y fomentar prácticas
sostenibles. El proyecto se sincroniza con el
Manifesto 2030 al educar sobre materiales
avanzados y su impacto en la sociedad,
impulsando la innovación, la sostenibilidad y la
colaboración comunitaria, con el objetivo de
preparar a futuros innovadores en campos
científicos y tecnológicos.
La Figura 10 muestra el modelo sistémico que
integra el sistema cognitivo; en la segunda etapa
se realiza una evaluación diagnóstica que
depende del tiempo que el profesor disponga para
su aplicación, pero para el diseño de la prueba es
necesario incorporar los criterios de la taxonomía
SOLO, para conocer el nivel de entendimiento
que tienen los alumnos de la asignatura o de un
tema en particular.
La tercera fase consiste en revisar los objetivos
de aprendizaje que se desean alcanzar, para
identificar las categorías cognitivas que se quiere
lograr con los estudiantes, los cuales dependen de
la asignatura, nivel académico, contexto, etc. En
este punto el docente realiza un análisis de las
habilidades y actitudes presentes y ausentes en el
estudiante para realizar la planeación de sus
clases.
La cuarta etapa incluye algunas actividades que
propone Bloom para lograr las categorías
cognitivas; estas se integran a las estrategias de
enseñanza, su diseño depende del resultado de la
etapa anterior, del tema, del aprendizaje y la
asignatura que se desean abordar. Se hace
hincapié que estas actividades que están en el
esquema no son todas; únicamente son un
ejemplo para cada categoría cognitiva.
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Figura 10. Modelo sistémico integrando la taxonomía SOLO y Bloom.
Adaptado de (Bloom, 1956).
La estrategia, ya revisada, se debe implementar
con los alumnos y debe estar en constante
evaluación para verificar si el proceso es eficaz y
eficiente; por último, se aplica una evaluación
sumativa para conocer el nivel de entendimiento
alcanzado por el estudiante, de acuerdo con la
taxonomía SOLO; esto permitirá identificar si el
alumno fue capaz de transformar la información
en conocimiento.
Un punto que se debe resaltar es que las
evaluaciones deben ser congruentes con respecto
a los objetivos propuestos en la planeación, que
realmente midan las habilidades y actitudes que
se pretenden alcanzar con los estudiantes. La
evaluación debe de ayudar no para detener en el
camino a los más débiles, sino para identificar el
grado de avance de cada uno, de manera que se
apoye a todos, teniendo en cuenta la situación
individual, para que todos lleguen hasta el final,
alcanzando el mayor nivel posible de
competencia en los conocimientos y habilidades
que establecen los planes y programas (Martínez,
2004).
Este estudio ha incorporado elementos tanto
cuantitativos como cualitativos. Se incluyeron en
este estudio los 50 alumnos por escuela en la
estrategia STEAM (ciencia, tecnología,
ingeniería, arte y matemáticas, por sus siglas en
inglés), que fueron seleccionados para
representar el nivel básico (Gómez, 1981). La
selección de la muestra no fue aleatoria, fue
asignada por autoridades educativas en función
de variables como: nivel económico,
infraestructura, tipo de escuela en zona urbana y
es la única escuela Multigrado en la Ciudad de
Poza Rica; Veracruz, México.
El proyecto "Nano para Niños " se implementó
utilizando una metodología integrada basada en
las taxonomías de Bloom y SOLO, dividida en
seis fases estratégicas: preparación, capacitación
de instructores, desarrollo curricular,
implementación del programa, evaluación y
mejora continua, y sostenibilidad y escalabilidad.
Cada fase abordó distintos niveles cognitivos y
estructurales, desde el reconocimiento de la
diversidad en el conocimiento hasta la aplicación
avanzada de este en contextos nuevos y variados.
Durante la preparación, se establecieron alianzas
y se reclutaron instructores, enfocándose en la
adaptabilidad pedagógica para diferentes niveles
de comprensión estudiantil en nanociencias. La
capacitación de instructores incluyó formación
teórica y práctica, mientras que el desarrollo
curricular se centró en diseñar actividades para
fomentar el análisis crítico y la interrelación de
conceptos. La implementación permitió a los
estudiantes experimentar prácticas de
nanociencias, y la fase de evaluación aseguró la
reflexión crítica y la aplicación de conocimientos
en nuevos contextos. La última fase abordó la
sostenibilidad del proyecto, promoviendo la
innovación y la aplicación de nanociencias en
contextos educativos ampliados. La estrategia
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pedagógica fue diseñada para ser inclusiva,
enfocándose en romper ciclos de desigualdad de
género y fomentar el interés en campos STEM
desde una edad temprana. Los talleres prácticos
y los kits de prácticas reforzaron la enseñanza,
proporcionando a los educadores herramientas
para enseñar conceptos de nanotecnología de
manera accesible. Esta metodología permitió una
enseñanza y aprendizaje profundos de las
nanociencias, alineando la educación con el
Modelo de Ciudadanos del Mundo de la
UNESCO, y destacando la importancia de la
educación para el desarrollo sostenible, la
inclusión social y la igualdad de género. Los
resultados del proyecto reflejan el éxito en la
creación de un marco educativo que empodera a
los estudiantes a través del conocimiento y la
aplicación práctica de las nanociencias,
preparándolos para contribuir al desarrollo
sostenible y la innovación tecnológica.
Los talleres proporcionaron demostraciones
prácticas centradas en aspectos fundamentales de
la nanotecnología. Estos incluyeron la
comprensión de conceptos como la nano escala,
nanociencia, nanotecnología, nanopartículas y
nanomateriales, entre otros. Se destacó la
capacidad de los estudiantes para representar sus
aprendizajes a través de prácticas de laboratorio,
logrando explicar la nanotecnología de una
manera clara y accesible.
La formación ofreció conceptos diseñados
especialmente para educadores de nivel básico,
tales como "tamaño y escala" y "propiedades
dependientes del tamaño". Se abordaron temas
relevantes para la vida cotidiana, poniendo
énfasis en la presencia y uso de nanomateriales
en el entorno (Figura 11).
Figura 11. Proyecto piloto en Poza Rica; Veracruz, México, dirigido a niveles de primaria en la zona
urbana.
En grupos de trabajo, los capacitadores presentaron prácticas de nanociencia a todos los participantes
(Figura 12).
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Figura 12. Proyecto piloto en Veracruz, nivel primaria, escuela multigrado.
Los docentes de nivel básico que participaron en
los talleres del proyecto “Nano para niñas y
niños” compartieron comentarios positivos,
demostrando un marcado interés por la
nanociencia y expresando satisfacción por los
contenidos abordados.
Adicionalmente, se elaboró un kit de prácticas
con material informativo dirigido a estudiantes
de nivel básico. Este recurso brinda a los
educadores una herramienta de consulta y apoyo,
ofreciendo información detallada sobre la
nanotecnología y sus diversas aplicaciones.
Conclusiones
Este modelo incorpora elementos de la
taxonomía SOLO, enfocada en evaluar la calidad
de las respuestas de los estudiantes y definir
objetivos curriculares claros, así como de la
taxonomía BLOOM, que organiza los objetivos
educativos según dominios cognitivos, afectivos
y psicomotores. Esto asegura que los estudiantes
no solo reciban información, sino que también
logren comprenderla profundamente.
Comprender significa aprehender la información
en su totalidad: contextualizarla, distinguir sus
partes y su conjunto, y discernir lo general de lo
específico. Mientras que la mera transmisión de
información no asegura su comprensión, una
comunicación efectiva sí puede facilitarla.
El modelo sistémico propuesto destaca la
esencialidad de una evaluación continua y
adecuada en el proceso de enseñanza-
aprendizaje. Esta evaluación beneficia no solo al
alumno, sino también al docente, permitiéndole
una retroalimentación continua y la oportunidad
de reflexionar sobre la eficacia de su metodología
de enseñanza.
La transformación de la información en
conocimiento efectivo por parte del estudiante
requiere la integración de cuatro componentes
clave del sistema educativo:
• El sistema cognitivo, diseñado para
seleccionar, almacenar, procesar y depurar
información.
• La evaluación diagnóstica, para identificar
necesidades y adaptar el aprendizaje.
• Los objetivos de aprendizaje específicos
adaptados a cada disciplina.
• La implementación de actividades diseñadas
para estimular el desarrollo cognitivo.
El éxito del proceso evaluativo depende
significativamente de las competencias y
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actitudes del docente, quien debe apoyarse en el
currículo y ajustar su enseñanza a las necesidades
individuales de cada estudiante.
Para lograr los resultados educativos deseados, es
crucial que el docente alinee de manera coherente
las competencias a desarrollar, los resultados de
aprendizaje esperados y las estrategias
evaluativas a implementar.
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