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 investigación educativa basada en disciplinas (DBER). [1] Los temas de la educación química incluyen la comprensión de cómo los estudiantes aprenden química y la determinación de los métodos más eficientes para enseñar química. Existe una necesidad constante de mejorar los planes de estudio de química y los resultados de aprendizaje en función de los hallazgos de la investigación educativa de la química (CER). La educación química se puede mejorar cambiando los métodos de enseñanza y brindando la capacitación adecuada a los instructores de química, en muchos modos, incluidas las conferencias en el aula, las demostraciones y las actividades de laboratorio.
La educación en 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. [2] 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. [3] Aprender química permite a los estudiantes aprender sobre el método científico y adquirir habilidades de 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 . [4] La química también proporciona a los estudiantes muchas habilidades transferibles que se pueden aplicar a cualquier carrera. [5]
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 hacia fines del siglo XIX. El científico alemán Justus von Liebig desempeña un papel importante en cambiar el modelo de conferencia con demostraciones a uno que incluye un componente de laboratorio. Liebig fue uno de los primeros químicos en dirigir un laboratorio y su metodología se difundió en los Estados Unidos debido 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 basó en la metodología de Liebig y estableció el primer curso de laboratorio de química. Dos años después, Charles W. Eliot comenzó a trabajar como voluntario en el laboratorio. El interés de Eliot en el laboratorio creció y finalmente se hizo cargo de él. Eliot fue elegido más tarde presidente de Harvard en 1869. Eliot también desempeñó otros roles importantes en la educación, lo que le permitió influir en la adopción generalizada de métodos de laboratorio. [6] En la actualidad, la Sociedad Química Estadounidense sobre Capacitación Profesional exige que los estudiantes adquieran 400 horas de experiencia de laboratorio, además de la química introductoria, para obtener una licenciatura. De manera similar, la Sociedad Real de Química exige que los estudiantes adquieran 300 horas de experiencia de laboratorio para obtener una licenciatura. [7]
Sin embargo, desde el siglo XXI, el papel de los cursos de laboratorio en el currículo de química ha sido cuestionado en las principales revistas. [7] [8] [9] [10] El principal argumento en contra de los cursos de laboratorio es que hay poca evidencia de su impacto en el aprendizaje de los estudiantes. Los investigadores se están haciendo preguntas como "¿por qué tenemos trabajo de laboratorio en el currículo? ¿Qué es distintivo del trabajo de laboratorio que no se puede encontrar en otras partes del currículo?" [7] Los investigadores están pidiendo evidencia de que la inversión de espacio, tiempo y recursos en los laboratorios de química aporta valor al aprendizaje de los estudiantes.
Hay varias perspectivas filosóficas diferentes que describen cómo se lleva a cabo el trabajo en la enseñanza de la química.
La primera es lo que podríamos llamar la perspectiva del profesional , en la que los individuos responsables de enseñar química (maestros, instructores, catedráticos) son quienes en última instancia definen la educación química con sus acciones.
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.), asumen un interés 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 del BCCE: [1], [2]), planteó la pregunta de por qué existen términos como "educador químico" en la educación superior, cuando hay un término perfectamente respetable para esta actividad, a saber, "profesor de química". Una crítica a esta visión es que pocos profesores traen alguna preparación formal o antecedentes sobre educación a sus trabajos, y por lo tanto carecen de una perspectiva profesional sobre la empresa de enseñanza y aprendizaje, particularmente los descubrimientos hechos sobre la enseñanza efectiva y cómo aprenden los estudiantes.
Una tercera perspectiva es la investigación en educación en química (CER, por sus siglas en inglés). La CER es un tipo de investigación en educación basada en disciplinas (DBER, por sus siglas en inglés) que se centra en la enseñanza y el aprendizaje de la química. Un objetivo general de los investigadores en educación en química es ayudar a los estudiantes a desarrollar conocimientos de química "similares a los de un experto" (coherente y útil). [11] Por lo tanto, el campo de la CER implica investigar:
y desarrollar instrumentos para medir lo anterior. [1] [11]
Siguiendo el ejemplo de la investigación en educación en física (PER), la CER tiende a tomar las teorías y métodos desarrollados en la investigación en educación científica preuniversitaria, que generalmente se lleva a cabo en las Escuelas de Educación, y los aplica para comprender problemas comparables en entornos postsecundarios (además de los entornos preuniversitarios). Al igual que los investigadores de educación científica, los profesionales de la 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 típicamente in situ utilizando sujetos humanos de escuelas secundarias y postsecundarias. La investigación en educación química utiliza métodos de recolección de datos tanto cuantitativos como cualitativos. [12] [13] Los métodos cuantitativos generalmente implican la recolección de datos que luego se pueden analizar utilizando varios métodos estadísticos. Los métodos cualitativos incluyen entrevistas, observaciones, análisis de documentos, registros y otros métodos comunes a la investigación en ciencias sociales. [12] [14]
También existe una perspectiva emergente llamada The Scholarship of Teaching and Learning (SoTL). [15] Aunque existe un debate sobre cuál es la mejor definición de SoTL, una de las prácticas principales es que los miembros del personal docente de la corriente principal (orgánico, inorgánico, bioquímico, etc.) desarrollen una visión más informada de sus prácticas, cómo llevar a cabo investigaciones y reflexiones sobre su propia enseñanza y sobre lo que constituye una comprensión profunda en el aprendizaje de los estudiantes. [16]
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. [17] La educación química se ha basado en gran medida en un enfoque reduccionista , que implica estudiar un tema complejo como la suma de sus partes. Un enfoque reduccionista es beneficioso para aumentar nuestro conocimiento del mundo natural, sin embargo, es insuficiente para abordar problemas globales : sostenibilidad, cambio climático, contaminación, pobreza, etc. Debido a las limitaciones de un enfoque reduccionista, los investigadores están sugiriendo un enfoque de pensamiento sistémico complementario en la educación química. [18] [19] Un enfoque de pensamiento sistémico implica aprender conceptos con una perspectiva holística, lo que permite a los estudiantes de química pensar críticamente sobre cómo la química se relaciona con problemas sociales más amplios. Los investigadores creen que un enfoque reduccionista, complementado con un enfoque de pensamiento sistémico, puede producir químicos de mentalidad global. [18]
Varias revistas publican artículos relacionados con la enseñanza de la química. Algunas se centran en niveles educativos específicos (escuelas o universidades), mientras que otras cubren todos los niveles educativos. Los artículos de las revistas abarcan desde informes sobre prácticas en el aula y en el laboratorio hasta investigaciones educativas.
Las investigaciones en materia de enseñanza de la química también se publican en revistas del campo más amplio de la enseñanza de las ciencias .
En Estados Unidos se ofrecen títulos de grado y posgrado en química . Se ofrecen los siguientes títulos:
Además, las universidades ofrecen títulos de química con especialización en educación en química. Algunos ejemplos son:
Los estudiantes universitarios interesados en la química pueden especializarse en las siguientes áreas:
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Medios relacionados con la enseñanza de la química en Wikimedia Commons