Porcentaje de alumnos en el postest

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Universidad de Oviedo

Programa de Doctorado
“Investigación en Educación e Intervención
Socioeducativa”

TESIS DOCTORAL
Diseño y aplicación de actividades contextualizadas en la
enseñanza de Química: análisis de sus efectos sobre el
rendimiento, actitud y motivación en alumnos de 1º de
Bachillerato

ANDREA MARTÍNEZ DÍAZ
Universidad de Oviedo

Programa de Doctorado
“Investigación en Educación e Intervención
Socioeducativa”

TESIS DOCTORAL
Diseño y aplicación de actividades contextualizadas en la
enseñanza de Química: análisis de sus efectos sobre el
rendimiento, actitud y motivación en alumnos de 1º de
Bachillerato

ANDREA MARTÍNEZ DÍAZ

Directores
Marta Soledad García Rodríguez
Juan José Suárez Menéndez
RESUMEN DEL CONTENIDO DE TESIS DOCTORAL

1.- Título de la Tesis
Español/Otro Idioma: Inglés:
Diseño y aplicación de actividades Design and application of contextualized
contextualizadas en la enseñanza de activities in the teaching of Chemistry:
Química: análisis de sus efectos sobre el analysis of its effects relating the output,
rendimiento, actitud y motivación en attitude and motivation in students of first
alumnos de 1º de Bachillerato year of A levels

2.- Autor
Nombre: DNI/Pasaporte/NIE:
ANDREA MARTÍNEZ DÍAZ -V
Programa de Doctorado: INVESTIGACIÓN EN EDUCACIÓN E INTERVENCIÓN
SOCIOEDUCATIVA
Órgano responsable: CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN

RESUMEN (en español)

La tesis surge de la preocupación del profesorado que imparte la asignatura de
2 Física y Química por el bajo rendimiento y el poco interés del alumnado hacia ella,
-
S
I así como por los bajos índices de elección de asignaturas de ciencias. Estas
B
0- dificultades no son sólo atribuible a las características propias, particulares y
1
0 singulares de la química, sino a sus dificultades de enseñanza y aprendizaje que
-
A
requieren como paliativo procesos educativos didácticos efectivos y eficientes para
O
V revertir esta situación, en la presente investigación se considera un elemento esencial
-
T
A para modificar la situación planteada, la incorporación a la metodología de actividades
M
contextualizadas, vinculadas con intereses y situaciones cotidianas de la vida de los
-
R estudiantes.
O
F
La tesis está dividida en tres partes, en la primera parte, que se desarrolla en el
Capítulo I, se presenta el planteamiento general de la investigación, la segunda se
ocupa del marco teórico de la investigación y comprende el Capítulo II, por último en la
tercera parte se trabaja el marco empírico y está estructurada en seis capítulos que
subdividen la parte empírica de investigación en dos bloques cada uno de ellos con la
siguiente estructura: Diseño de la investigación, análisis de resultados y conclusiones.
La primera parte está constituida por un solo capítulo titulado: Origen y
planteamiento del problema de investigación, en el que se aborda la preocupación por
el continuo descenso de estudiantes que escogen itinerarios científicos al final de la
secundaria y en el bachillerato, enumerándose las causas más probables se plantea
el rumbo de esta investigación, proponiendo estrategias de innovación que mejorarían
sustancialmente el estudio de la ciencias en general y de la química en particular,
concretamente se sugiere las actividades como un elemento esencial en el proceso de
enseñanza-aprendizaje de la Química, al asumir el enfoque de la Química en
Contexto, por ello se establece la relación entre aspectos motivacionales, los entornos
motivacionales de aprendizaje que generan una determinada actitud hacia la
asignatura, actitud y motivación que aparecen vinculadas al rendimiento académico de
los alumnos en la asignatura.
La segunda parte de la tesis la compone un solo capítulo con el título:
Precedentes de la Química y su situación académica, en el que se revisan los
antecedentes históricos y se explica la importancia de los mismos en la enseñanza de
la Química, y la necesidad de la contextualización de la Química para dar consistencia
a nuestra propuesta, asimismo se revisa la situación académica de la Química y se
compara con algunos de los sistema educativos más consolidados de Europa.
El primer bloque del marco empírico se centra en el análisis de las actividades de
Química en los libros de texto de Física y Química de 1º de Bachillerato desde una
perspectiva de “Química en contexto”, el Capítulo III recoge la metodología utilizada:
análisis cualitativo del contenido de las actividades que aparecen en los libros de texto,
el Capítulo IV, dedicado a la exposición de los resultados, pone de manifiesto que en
los libros de textos de Física y Química, son muy escasas el número de actividades
contextualizadas, por último, en el Capítulo V se concluye con la propuesta de un
conjunto de actividades coherentes con la perspectiva de Química en Contexto y que
formarán parte de la fase de intervención que se recoge en el siguiente bloque.
El segundo bloque se centra en la aplicación en el aula del conjunto de
actividades diseñadas en el bloque anterior así como en analizar sus efectos sobre el
rendimiento, la actitud y la motivación del alumnado de 1º de Bachillerado, el Capítulo
VI plantea la metodología utilizada: análisis cuantitativo con un diseño cuasi-
experimental prestes-postet con grupo control, se plantean los objetivos, vinculados
con analizar el efecto de la intervención llevada a cabo en las aula de 1º de
Bachillerato a través del conjunto de actividades contextualizadas, sobre el
rendimiento, la actitud y la motivación de los alumnos pertenecientes al grupo
experimental. En el Capítulo VII se exponen los resultados, en los que se muestra que
la aplicación de actividades contextualizadas mejoran significativamente el rendimiento
de los estudiantes que las realizan, sin embargo en el caso de la motivación presenta
diversidad de resultados, de manera que unos factores mejoran con la intervención,
otros no se ven afectados por ella y otros decrecen, así pues la motivación no sufre
cambios relevantes, algo similar sucede con la percepción del entorno motivacional de
aprendizaje, donde se encuentras factores que se mejoran, otros empeoran y otros
permanecen inalterados cuando se analiza el grupo que sufre la intervención con
respecto del grupo control y por último, el Capítulo VIII recoge las principales
conclusiones, donde se explican y se sugieren las causas de los resultados obtenidos,
además se formulan expectativas de futuro para próximas investigaciones.
RESUMEN (en Inglés)

This thesis arises from the concern of the teachers in the charge of instructing the
subject of Physics and Chemistry about the low output and interest that students show
towards it, as well as about the low rate of students who choose subjects related to
sciences. These difficulties are not only attributable to the peculiar, particular and self-
characteristics of the chemistry, but also the teaching and learning difficulties that
require as a palliative effective and efficient didactic educative processes. In order to
revert this situation, in the present research the incorporation of contextualized
activities to the methodology as well as activities linked to the interests ad everyday life
activities of the students are considered.
The thesis is divided in 3 parts. In the first one, which is developed in the chapter I,
the general approach of the research is presented. The second part executes the
theoretical frame of the investigation and comprises chapter II. Finally in the third part
the empirical frame is developed and it is structured in the chapters that subdivide the
empirical part of the research in two parts, each part of them whit the following
structures: design of the investigation, analysis of the results and conclusions.
The first block is constituted by a single chapter named: origin and approach of the
problem of research, in which the concern for the constant drop of students who
choose scientist itineraries at the end of middle and high school is tackled, naming the
most probable causes the direction of this research is set out. It also proposes
strategies for innovation that would, substantially improve the study of sciences in
general and Chemistry in particular, specifically the activities are suggested as an
essential element in the process of teaching-learning Chemistry, by assuming the
approach of Chemistry in context. This is why it is established the relationship among
the motivational aspects, the motivational environment for the learning that generate a
certain attitude towards the subject, attitude and motivation that appear linked to the
academic performance of the students in the subject. The second block of the thesis is
formed by a single chapter under the tittle: Procedures of the Chemistry and its
academic studying, in which the historical precedents are reviewed and its importance
in the teaching of chemistry is explained, together with the need of contextualizing the
Chemistry so as to make our proposal consistent. Additionally the academic status of
the Chemistry is reviewed and it is compared to some more consolidated educative
systems in Europe.
The first part of the empirical frame is focused in the analysis of Chemistry
activities found in the textbooks of the first year of A levels of Physics and Chemistry
from a perspective of “Chemistry in context”. Chapter III gathers the used methodology:
qualitative analysis of the context of the activities which appear in the textbooks.
Chapter IV, dedicated to the statement of the results, brings to light that in the Physics
and Chemistry textbooks it is very limited the number of contextualized activities.
Lastly, chapter V is concluded with a proposal of a combination of coherent
activities which follow the perspective of Chemistry in context and that will be part of
the intervention stage that is gathered in the next block.
The second block is focused in the classroom application of the ensemble of activities
designed in the previous block as well analysing its effects over the outcome, attitude
and motivation of students of A levels. Chapter VI lays out the used methodology;
quantitative analysis with a prestes-postet with a control group. Two aims are set out
which are connected to analyse the effect of the carried out intervention in the
classroom of A levels through an ensemble of contextualized activities about the
performance, attitude and motivation of the students who belong to the experimental
group. In chapter VII the results are presented. These show how the application of
contextualized activities significantly improved the performance of the students who
carry out the activities. Nevertheless with regards of the motivation the outcome shows
a diversity of results, so that some factors improve with the intervention, some others
are not affected and some others diminish. And so then the motivation does not suffer
relevant changes. Something similar happens with the perception of the motivational
learning environment, in which there can be found factors that improve, some others
that get worse and some others that remain unchanged when the group that suffers the
intervention is analysed with respect to the control group.
Last but not least, chapter VIII gathers the main conclusions, which explain and
suggest the causes of the obtained results besides of formulating the future
expectations for coming research.

SR. DIRECTOR DE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
SR. PRESIDENTE DE LA COMISIÓN ACADÉMICA DEL PROGRAMA DE DOCTORADO EN _________________
INDICE
PARTE I: PLANTEAMIENTO GENERAL DE LA INVESTIGACIÓN 1
Capítulo 1. Origen y problema de la investigación 1
1.1 Problema encontrado 2
1.2 Relación entre los contenidos curriculares de Química y la Química cotidiana 5
1.3 Fase preliminar 7
1.3.1 Diseño de la investigación 8
1.3.2 Muestra 8
1.3.3 Instrumentos y técnicas de recogida de la información 8
1.3.4 Análisis de los resultados 9
1.3.5 Conclusiones 9
1.4 Ámbito en el que se sitúa la investigación 10
1.4.1 Características de un profesor que promueva en el alumnado el desarrollo de
13
competencias clave
1.4.2 Justificación de las competencias clave en la enseñanza 15
1.4.3 Un modo de introducir las competencias en las programaciones: las actividades
19
contextualizadas
1.5 Relaciones entre la contextualización y los aspectos motivacionales 21
1.5.1 Teorías del aprendizaje y la motivación 22
1.5.2 Teorías cognitivas y la motivación en el aula 24
1.5.3 Teorías actuales de la motivación 25
1.5.4 Cómo fomentar la elección de ámbitos científicos 27
PARTE II: MARCO TEÓRICO Y ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN 30
Capítulo 2. Precedentes de la Química y su situación académica 30
2.1 Breve repaso a la historia de la Química 31
2.1.1 La alquimia 31
2.1.2 Algunos oficios 33
2.1.3 Medicina 33
2.1.4 La Química actual 33
2.2 Importancia del estudio de la Química y su contextualización 36
2.2.1 La Química en el espacio 38
2.2.2 La Química y la alimentación 40
2.2.3 La Química y el automóvil 43
2.2.4 La Química y la vida 48
2.2.5 La Química y la salud 49
2.2.6 La Química y el deporte 50
2.2.6.1 Química para los más rápidos 50
2.2.6.2 Química para ganar precision 52
2.2.6.3 Química en el futbol 52
2.2.6.4 Química para tocar el cielo 53
2.2.6.5 Química para descubrir nuevos mundos 55
2.2.6.6 Química para surcar las aguas 56
2.2.6.7 Química para proteger la salud de los deportistas 56
2.2.7 La Química y el botiquín 58
2.2.8 ¿Y si no hubiera químicos? 58
2.3 Contrariedades encontradas en la enseñanza de la Química 62
2.3.1 El desinterés por la ciencia 63
2.3.2 La Química en el aula 65
2.3.3 La Química en el currículo 66
2.4 Comparación con algunos de los sistemas educativos europeos 69
2.4.1 Italia 69
I
2.4.2 Alemania 71
2.4.3 Francia 72
2.4.4 Reino Unido 74
2.4.5 Suecia 75
2.4.6 Finlandia 75
2.4.7 Dinamarca 76
2.4.8 Desarrollo de competencias clave en los países de la Unión Europea 77
2.4.8.1 Tratamiento de las competencias en los países de la Unión Europea 77
2.4.8.2 Dificultades encontradas en el desarrollo de competencias clave 78
2.4.8.3 Medidas para mejorar el desarrollo de las competencias 79
PARTE III: MARCO EMPÍRICO 81
Capítulo 3. Metodología de la investigación del primer bloque 81
3.1 Etapas de la investigación 82
3.2 Fundamentación teórica de la investigación 87
3.3 Hipótesis de la investigación 89
3.4 Objetivos de la investigación 89
3.5 Diseño de la investigación 90
3.6 Muestra 90
3.7 Variables de la investigación 91
3.8 Instrumentos de recogida de la información 92
3.9 Procedimiento de análisis cualitativo de contenido 93
Capítulo 4. Resultados del primer bloque 95
4.1 Descripción y análisis de los Resultados 96
4.1 Discusión de los resultados 97
4.2 Banco de actividades 98
4.3 Cuadro comparativo de contenidos: LOE vs LOMCE 133
Capítulo 5. Conclusiones del primer bloque 136
5.1 Conclusiones 137
Capítulo 6. Metodología de la investigación del segundo bloque 138
6.1 Fundamentación teórica de la investigación 139
6.1.1 Actitud ante la ciencia en España 142
6.2 Hipótesis de la investigación 143
6.3 Objetivos de la investigación 144
6.4 Participantes 145
6.4.1 Criterios de selección de I.E.S 148
6.5 Diseño de la investigación 148
6.6 Variables de la investigación 151
Capítulo 7. Resultados del segundo bloque 152
7.1 Instrumentas de recogida de la información 153
7.1.1 Prueba de Nivel 153
7.1.2 Cuestionario de Metas Académicas en Secundaria (CEMA-II) 153
7.1.3 Motivational Learning Environment (MoLE) 154
7.2 Procedimiento de análisis de datos 157
7.2.1 Procedimiento estadístico para la Prueba de Nivel 157
7.2.2 Procedimiento estadístico para el CEMA-II 157
7.2.3 Procedimiento estadístico para el MoLE 158
7.3 Descripción y análisis de los resultados 159
7.3.1 Resultados de la Prueba de Nivel 159
7.3.1.1 Análisis ANOVA 159
7.3.1.2 Prueba t para muestras relacionadas 159
7.3.1.3 Prueba t para muestras independientes 161
7.3.2 Resultados del CEMA-II 164
II
7.3.2.1 Fiabilidad del CEMA-II 164
7.3.2.2 Estadísticos descriptivos y análisis factorial 164
7.3.2.3 Fiabilidad de los factores 167
7.3.2.4 Prueba t para muestras relacionadas 168
7.3.2.5 Prueba t para muestras independientes 172
7.3.3 Resultados del MoLE 178
7.3.3.1 Prueba de Kolmogorov-Smirnov 178
7.3.3.2 Estadísticos descriptivos 178
7.3.3.3 Fiabilidad del MoLE 180
7.3.3.4 Análisis realizados en el pretest 180
7.3.3.5 Análisis realizados en el postest 187
7.4 Discusión de los resultados 200
7.4.1 Discusión de los resultados de la Prueba de Nivel 200
7.4.2 Discusión de los resultados del Cuestionario de Metas Académicas en Secundaria 200
7.4.3 Discusión de los resultados del Motivational learning Environment 201
Capítulo 8. Conclusiones del segundo bloque 205
8.1 Conclusiones 206
BIBLIOGRAFIA 211
Referencias bibliográficas 212
ANEXOS 222

III
INDICE DE TABLAS
Tabla 1
Teoría y aspectos básicos de la motivación en el contexto educativo 23
Tabla 2
Paradigmas y formas de conceptualizar la motivación 24
Tabla 3
Horas asignadas de Física y Química en las distintas modalidades de Bachillerato en
70
Italia
Tabla 4
Etapas de la investigación 84
Tabla 5
Distribución de la Física y Química a lo largo de la ESO y en el Bachillerato LOE vs
87
LOMCE
Tabla6
Relación de libros analizados 91
Tabla 7
Porcentaje de actividades contextualizadas encontradas por bloque y categoría con
96
respecto al total de actividades contextualizadas presentes en los libros de texto
Tabla 8
Porcentaje de actividades contextualizadas encontradas por editorial por editorial
96
respecto al total de cada libro
Tabla 9
Cuadro comparativo de contenidos LOE vs LOMCE 133
Tabla 10
Distribución de la muestra según centro educativo 145
Tabla 11
Distribución de la muestra según grupo control/experimental y momento del análisis
146
pretest/postest
Tabla 12
Distribución de la muestra según género 147
Tabla 13
Diagrama del diseño pretest-postest con grupo control 150
Tabla 14
Relación de agrupación de los Ítems del MoLE 157
Tabla 15
Análisis ANOVA de la Prueba de nivel en el Prestest 159
Tabla 16
Análisis ANOVA de las calificaciones del examen de química previo a la intervención 159
Tabla 17
Estadísticos descriptivos de muestras relacionadas de la PN 160
Tabla 18
Estadísticos prueba t de muestras relacionadas para la PN 160
Tabla 19
Estadísticos descriptivos del grupo pretest en función del género 162
Tabla 20
Prueba t de muestras independientes para el pretest de la PN vs Sexo 162
Tabla 21
Estadísticos descriptivos del postest de la Prueba de Nivel 162
Tabla 22
Prueba t de muestras independientes para el pretest de la PN vs sexo 162
Tabla 23
Estadísticos de fiabilidad del CEMA 164
Tabla 24
Descriptivos de los Ítems del CEMA-II en el pretest 164
IV