Aproximación
teórica a la experimentación en la asignatura Ciencias Naturales en el nivel
educativo Primaria (Revisión)
Theoretical approach to
experimentation in the Natural Sciences subject at the Primary education level
(Review)
Kateris Álvarez Rodríguez. Licenciado en Educación Primaria. Instructor. Universidad de Granma.
Bayamo. Granma Cuba. alvarezkate1985@gmail.com 
Recibido:
23-05-2025/Aceptado: 02-09-2025
Resumen
Los experimentos en la asignatura Ciencias Naturales del nivel educativo
Primaria constituyen el primer acercamiento de los educandos al trabajo de
campo y en los laboratorios, les posibilitan corroborar o refutar determinadas
teorías, así como les permiten iniciarse en la investigación científica. El
artículo tuvo como objetivo reflexionar acerca de los contenidos del trabajo
experimental en la asignatura Ciencias Naturales, a través de la profundización
de aspectos como el diseño y realización de experimentos en las clases y el
desarrollo de habilidades, de manera que se despierte en los educandos la
motivación por el desarrollo de investigaciones. Se utilizaron como métodos de
investigación el análisis-síntesis, la inducción-deducción, el histórico-lógico
y el hermenéutico dialéctico, los que permitieron caracterizar desde el punto
de vista teórico las clases experimentales, el diseño de los experimentos, el
trabajo de los maestros para el inicio de un pensamiento científico y la
participación activa de los educandos en la realización de los experimentos.
Palabras clave: Ciencias Naturales; diseños experimentales; proceso de
enseñanza-aprendizaje; Educación Primaria.
Abstract
Experiments in the Natural Sciences subject at the
Primary education level constitute the students' first approach to fieldwork
and laboratory work. They enable learners to corroborate or refute certain
theories, as well as initiate them into scientific research. The article aimed
to reflect on the contents of experimental work in the Natural Sciences subject
by delving into aspects such as the design and execution of experiments in the
classroom and the development of skills, so as to awaken in students a
motivation for developing research. The research methods used were
analysis-synthesis, induction-deduction, historical-logical, and dialectical hermeneutics,
which allowed for the theoretical characterization of experimental classes,
experiment design, the work of teachers in fostering scientific thinking, and
the active participation of students in conducting experiments.
Keywords: Natural Sciences; experimental designs;
teaching-learning process; Primary Education.
Introducción
La problemática actual del mundo globalizado muestra modelos diferentes
para enfrentar el proceso de enseñanza-aprendizaje en correspondencia con los
intereses de las clases dominantes y el empeño de los poderosos de expandirse.
Son muchos los criterios abordados en este sentido y que crean las
condicionantes para comprender los modelos educativos de diferentes países. Al
respecto, Silvestre y Rico (2002) expresan que el inicio del nuevo milenio
presenta para los diferentes países un panorama complejo en el plano
educacional, pues las escuelas y sus propuestas curriculares reflejan la
diversidad de modelos para la dirección del proceso de enseñanza-aprendizaje,
en busca de hacerlo más eficiente. Por otra parte, continúa siendo un problema,
desde décadas anteriores, el desaprovechamiento de las capacidades de los
educandos desde la escuela primaria.
En el nivel educativo Primaria, en la actualidad, se desaprovechan las posibilidades
que tiene la asignatura Ciencias Naturales para que los educandos desarrollen
su razonamiento, así como la capacidad de analizar fenómenos del mundo natural
y de realizar pequeñas investigaciones a través de las clases de laboratorio y
de experimentos sencillos (Flores et al., 2024a).
La necesidad de una formación en
ciencias gradual y progresiva de los educandos del nivel educativo Primaria,
justifica la importancia de fortalecer una educación científica que genere
intervenciones capaces de favorecer el paso de estas habilidades de aprendizaje
hacia hábitos de pensamiento más formales que potencien el interés por el
conocimiento en ciencias, que resulta espontáneo en los educandos pequeños. Por
lo tanto, la educación en ciencias en la escuela primaria se presenta como una
etapa fundamental para impulsar las bases del pensamiento científico en los
niños (Furman & Podestá, 2024).
En las Ciencias Naturales, según Flores et al. (2024a):
Las
actividades prácticas en el laboratorio se basan fundamentalmente en la
orientación a los estudiantes, bajo la dirección del docente, de un conjunto de
tareas relacionadas con los objetos naturales o sus representaciones, mediante
la utilización de diferentes técnicas e instrumentos que garanticen la
observación, experimentación, la toma de notas y el arribo a conclusiones y
generalizaciones valorativas, así como el procesamiento y control de los
resultados. (pp. 38-39)
El proceso de enseñanza-aprendizaje ha sido históricamente caracterizado
de formas diferentes, que van desde su identificación como proceso de
enseñanza, con un marcado acento en el papel central del maestro como
transmisor de conocimientos, hasta las concepciones más actuales en la que se
concibe como un todo integrado, en el cual se pone de relieve el papel
protagónico del educando.
Las clases de Ciencias Naturales deben desarrollar habilidades
intelectuales y específicas prácticas que potencien el pensamiento científico
de los educandos, el cual tiene que ser crítico, reflexivo, valorativo y
autónomo (Flores et al., 2024a). Según Flores et al.
(2024b), en la dirección del proceso de enseñanza-aprendizaje de la asignatura
Ciencias Naturales es necesario lograr que:
(…)
cada educando se convierta progresivamente en sujeto activo de su propio
aprendizaje, educación y desarrollo. Así la cultura científica, adquirida en
las formas de sentir, pensar y actuar en interrelación con la naturaleza,
ejerce una fuerte influencia en la educación de los estudiantes. (p. 3)
Un importante rol desempeñan las acciones colectivas, las cuales contribuyen a promover las
emociones y la solidaridad, al igual que favorecen la satisfacción emocional de
compartir los conocimientos, aspectos que sin dudas se fortalecen en las clases
de Ciencias Naturales con la realización de las clases de laboratorio, el
diseño de los experimentos y las actividades de investigación.
Es relevante y necesario que en la realización
de experimentos, los educandos puedan expresar ideas, hacerse preguntas,
plantear suposiciones, hipótesis e inquietudes sobre el comportamiento de la
naturaleza, aspectos que muchas veces quedan débiles en el proceso de
enseñanza-aprendizaje. Por la importancia que tiene la realización de
experimentos para el aprendizaje, este artículo se propone reflexionar acerca
de los contenidos del trabajo experimental en la asignatura Ciencias Naturales
en el nivel educativo Primaria.
Desarrollo
Para profundizar en la experimentación dentro de las ciencias naturales,
es necesario apuntar que el estudio sobre los conocimientos acerca de la
naturaleza es anterior al establecimiento de las Ciencias Naturales como
disciplina docente. Ampliando esta idea de Domínguez (2012), se puede afirmar
que:
[…] el hombre como
ser social en las primeras etapas de su desempeño, tuvo la necesidad de conocer
y utilizar todo lo que le rodeaba. Así fue conociendo la utilidad que le
aportaban las plantas, los suelos, la lluvia, el Sol, etc., así como los daños
que esta le ofrecía al ocurrir terremotos, volcanes, tempestades, inundaciones,
entre otros fenómenos naturales. El paso del tiempo socializó al hombre y con
él la necesidad de trasmitir a las futuras generaciones la experiencia
adquirida. (p.11)
Con la aparición de la escuela como entidad social,
se fueron incorporando progresivamente diversas disciplinas en las que el
conocimiento de la naturaleza desempeñó un papel esencial para la comprensión
de fenómenos y procesos que ayudaran a preparar al ser humano para la vida.
Aunque no siempre los enfoques científicos y sus metodologías fueron los más
acertados, cumplieron una función relevante en su tiempo. A través de un
análisis histórico de la enseñanza de las Ciencias Naturales, se puede apreciar
su evolución en concordancia con las condiciones políticas, económicas y
sociales de cada período.
Durante la etapa colonial, los avances en la
enseñanza de las Ciencias Naturales fueron limitados en la educación básica y
se prestó poca atención a los aspectos metodológicos. En 1898, con la
intervención estadounidense, se redactó un nuevo plan de estudios por pedagogos
norteamericanos; en él se incluyeron los llamados “Cursos de estudios y métodos
de enseñanza para las escuelas públicas”, dirigidos a maestros cubanos. Dentro
de los grados elementales se establecieron asignaturas como Fisiología e
Higiene, Estudios de la Naturaleza y Geografía.
En 1915 se establecieron las escuelas normales para
la formación de maestros, aparejadas a la aplicación de un plan de estudios
para las Escuelas Públicas de Cuba que incorporaba la asignatura de Estudios de
la Naturaleza con un enfoque más estructurado (Batista, 2024). Sin embargo, la
enseñanza de las ciencias continuó siendo predominantemente verbalista, con
metodologías centradas en acciones formales (Domínguez, 2012).
En la asignatura Estudios de la Naturaleza se
promovía el uso de técnicas como el modelado y el dibujo, además de la
realización de excursiones y otras actividades destinadas a facilitar la
asimilación del conocimiento. En 1926 se implementó un nuevo plan de estudios
para las escuelas urbanas y rurales, en el que se enfatizaba que el aprendizaje
debía representar una herramienta de empoderamiento para los niños, resaltando
así la importancia de la voluntad en el proceso de adquisición de conocimientos y en el
desarrollo personal.
A pesar de estas directrices a favor de la
observación y la práctica, durante la prolongada etapa de la pseudorepública, la enseñanza de las ciencias se mantuvo
como un ejercicio verbalista. En muchos casos, los maestros de educación
primaria cometían errores en sus explicaciones sobre fenómenos naturales, los
cuales podían tener diversas interpretaciones; en otras ocasiones, las
definiciones eran simplemente memorizadas a partir de observaciones
superficiales, sin una verdadera comprensión basada en el conocimiento
científico. Según Domínguez (2012):
En el curso
1988-1989 comenzó una nueva etapa del perfeccionamiento, en la Enseñanza
Primaria, se creó la asignatura "El mundo en que vivimos", de primero
a cuarto grado y se establecieron las asignaturas de Ciencias Naturales en
quinto y sexto y la de Geografía de Cuba en sexto grado. (p. 15)
Los programas vigentes en Ciencias Naturales entraron en vigor en 1989 y
a pesar de haber sido sometidos a una revisión y actualización en el 2000, hoy
se hace necesaria una nueva modificación para que no dejen de ser una realidad
en la asignatura dos de los principios principales en los que se sustenta el
sistema nacional de educación: el perfeccionamiento continuo y el de educar al
niño para la época en que le corresponde vivir.
Los últimos años se han introducido algunos cambios en las diferentes
asignaturas del currículum de la Educación Primaria, entre ellos se cuentan los
denominados descargues, ya que se constató la enorme cantidad de conocimientos
que abarcaban las asignaturas en correspondencia con las edades de los
educandos y en la actualidad se han realizado los ajustes curriculares para
perfeccionar el sistema de conocimientos de los programas. De estos cambios no
estuvo exenta la asignatura Ciencias Naturales.
Las Ciencias Naturales dotan al educando primario de las nociones y
conceptos fundamentales para poder explicar las causas que producen los
fenómenos y procesos de la naturaleza, pues la asignatura se fundamenta en la
concepción marxista de la contemplación viva, al pensamiento abstracto y de él
a la práctica (Núñez, 2014). Para
Domínguez (2012): "Son precisamente las actividades prácticas y
experimentales previstas en los planes y programas de estudio las que permiten
verificar cada progreso del conocimiento, cada verdad descubierta por el
pensamiento" (p. 16).
En los últimos años, como resultado de los ejercicios de la calidad y la
aplicación del Sistema de Evaluación de la Calidad de la Educación, ha sido
necesario intensificar el trabajo por la calidad de la enseñanza y el
aprendizaje de las Ciencias Naturales, lo cual refuerza la necesaria aplicación
de correctos métodos de enseñanza.
Formar hombres de ciencia y de pensamiento ha sido una prédica de Fidel,
como presupuesto a la necesidad de preparar a las actuales y futuras
generaciones para los grandes cambios tecnológicos y el avance de las ciencias
en el mundo; de ahí la importancia de esta asignatura en la escuela primaria,
ya que acerca a los educandos a un conocimiento científico para poder explicar,
desde su nivel, lo que ocurre a su alrededor (Ministerio de Educación (MINED), 2021).
El proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias Naturales en el
actual currículum de la escuela primaria cubana
García y Moreno
(2019) consideran que:
Una de las metas
fundamentales para la formación en Ciencias Naturales en la escuela, consiste
en procurar que los educandos se aproximen progresivamente al conocimiento
científico, tomando como punto de partida su conocimiento natural del mundo y
fomentando en ellos una postura crítica que responda a un proceso de análisis y
reflexión continua cada vez de mayor complejidad. (p.7)
En la actualidad se le brinda
enorme importancia a la inclusión de las Ciencias Naturales en el currículum de
asignaturas que los educandos han de recibir. El enfoque de esta disciplina
tiene un fundamento teórico, metodológico y filosófico en el marxismo
leninismo, lo cual permite que los educandos reconozcan los fenómenos sobre una
base materialista dialéctica del conocimiento de la verdad (Domínguez, 2012).
Sin embargo, se presentan insuficiencias teóricas y metodológicas en los
maestros para la dirección de las clases de Ciencias Naturales, sobre todo en
lo relacionado con el trabajo con experimentos y clases prácticas de
laboratorio. Según Neira (2021) es importante e imprescindible que ya desde la
formación profesional de docentes se comience a preparar a los maestros para
dirigir la formación científica de los educandos, en el que se lleven a cabo
actividades de indagación y reflexión de las prácticas, lo cual podría
convertir la indagación científica como el principal enfoque pedagógico para el
logro de una adecuada alfabetización científica.
Dentro de sus objetivos, la asignatura Ciencias Naturales contribuye a
desarrollar las capacidades en los educandos para comprender y, en
consecuencia, actuar de forma transformadora en el medioambiente donde viven,
así como para formar convicciones, sentimientos, actitudes y valores. Asimismo,
tal estudio estimula el amor por la naturaleza y el respeto tanto por el
trabajo como por la obra creadora de la sociedad.
También, profundizar en dicha asignatura desarrolla el espíritu crítico,
las normas y hábitos relacionados con la conducta individual y colectiva, así
como el comportamiento en la vida familiar y social. De igual forma, se
favorece la búsqueda de respuestas al por qué y al cómo que surgen en las
clases y en la vida práctica: "Los contenidos de las Ciencias Naturales
integran elementos de diferentes ciencias, demostrando la unidad y diversidad
de la naturaleza" (Guerra & Martínez, 2024, p. 7).
Según Villacrez (2017):
(…) la enseñanza
por indagación apunta a que las clases de ciencia incorporen aspectos clave de la
cultura científica como un espíritu de curiosidad constante, exploración
sistemática de los fenómenos naturales, discusión de ideas con base en
evidencias y la construcción colectiva del conocimiento. (p. 76)
Para Domínguez
(2012, citado por Guerra & Martínez, 2024):
En quinto y sexto
grados [la educación] está basada en ejes temáticos fundamentales que permiten
aglutinar los contenidos de las ciencias, de modo que estos fluyan de manera
integradora, lográndose en su concepción un sistema de conocimientos armónicos
que garantice comprender el mundo como un todo único, en el cual sus
componentes interactúan, a la vez que capacite a los educandos para enfocar
cada fenómeno desde diferentes puntos de vista, tal como sucede en la
naturaleza. (p.7)
Guerra y Martínez (2024) establecen que: "En quinto grado el mayor
peso de los conocimientos está dirigido a conceptos astronómicos y geográficos,
tomándose como eje temático fundamental el estudio del Sistema Solar y los
astros que lo componen, entre ellos la Tierra (…)" (p.8). Para Domínguez
(2012): "El programa de la asignatura en el sexto grado tiene un contenido
eminentemente biológico sin dejar de interactuar con los de quinto para
garantizar la integración de los conocimientos que ocurren en la naturaleza"(p.
17).
La asignatura Ciencias Naturales, en el nivel educativo Primaria, tiene
como objetivo fundamental la explicación de fenómenos naturales a través de la
demostración y la experimentación de manera tal que el educando pueda observar
y comprobar los conocimientos científicos que ocurren en el mundo que le rodea.
Es importante que en las demostraciones que se realicen, el educando tenga una
participación activa, con el fin de aprovechar las posibilidades de ir formando
una mentalidad de investigador.
Domínguez (2012) considera que: "Desde el punto de vista
metodológico las Ciencias Naturales están estructuradas sobre la base de
métodos y procedimientos que permiten la estimulación del pensamiento creador
de los educandos y que contribuyan a garantizar una adecuada preparación para
la vida" (p. 17).
Según Flórez y López (2020) es imprescindible que los maestros
comprendan que su trabajo debe ir encaminado no solo a que los educandos se
apropien de conocimientos, sino a que también desarrollen habilidades investigativas.
Para ello tienen que establecerse nexos con la realidad y con los fenómenos
científicos, en particular mediante la experiencia directa e indirecta, las
emociones y la creación de motivaciones debido al carácter espontáneo y natural
en los educandos.
Desde los métodos generales que establece la didáctica en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias Naturales, predominan la observación tanto directa como indirecta, la experimentación y la demostración, aunque se utilizan otros en dependencia de los contenidos. Aplicando el método de experimentación en Ciencias Naturales, se ayuda de manera significativa al desenvolvimiento en los educandos de la actividad intelectual con la motora, desde la realización de actividades que involucren y estimulen a los educandos para plantearse interrogantes, plantear dudas, sacar conclusiones y resolver problemas a través de una participación activa y consciente en el proceso de enseñanza-aprendizaje (Quiroz & Zambrano, 2021).
El soporte material de los métodos, los medios de enseñanza, son muy
variados, siendo más recomendable el uso de los medios naturales, con los que
se logra una mejor representación y percepción de los objetos, fenómenos y
procesos que estudian las ciencias naturales. También es importante la utilización
de recursos visuales y tecnológicos, maquetas, dioramas, esferas, mapas,
microscopios y otros, que refuerzan el trabajo con los objetos naturales y que
despiertan la motivación y el interés.
A las clases de Ciencia Natural la distingue su carácter
práctico-experimental, sobre la base de la propia actividad del educando. Esta
asignatura requiere del maestro una preparación rigurosa para ajustar el
contenido a las características de los educandos del segundo ciclo y con ello
realizar las actividades prácticas y experimentales de forma que estos puedan
comprender las causas y efectos de lo que estudian y poder aplicarlos en la
práctica (Domínguez, 2012).
En
relación a las actividades experimentales, Cruz y Castro (2021, citados por
Quiroz y Zambrano, 2021) plantean que: "son un espacio donde se aprende
haciendo, es decir, los estudiantes pueden comprobar las teorías de los
contenidos a través de actividades prácticas para lograr que validen las
teorías expuestas y que nuevas hipótesis surjan a través de estas
actividades" (p. 8).
En la enseñanza de las ciencias, las actividades prácticas están dadas
fundamentalmente a partir de los diseños experimentales, los que permiten guiar
a los educandos en el proceso investigativo para obtener los conocimientos y
comprobar, en la práctica, la veracidad de estos.
Los diseños experimentales
En el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias, se identifican
como las principales insuficiencias los aspectos relacionados con el no
considerar al estudiante como un agente y el no generar actividades que
promuevan el diálogo, el intercambio de ideas, la formulación de preguntas, de
hipótesis y de estimaciones por parte de los educandos (Jiménez et al., 2021).
Estas insuficiencias, en general, se deben a un deficiente diseño del
experimento.
Dentro de los pasos importantes para la realización de los experimentos,
se incluyen los diseños experimentales, los que consisten en planificar y
realizar con el estudiante el ejercicio reflexivo de determinar y formular el
problema, los objetivos, la hipótesis, las variables y el modo de controlarlas,
los procederes más adecuados al propósito de la investigación o experimento,
así como la valoración de los resultados a obtener u obtenidos.
Para darle tratamiento a los elementos del diseño del experimento en el
nivel educativo Primaria, estos deben hacerse de manera sencilla y comprensible
para los educandos. Así para darle tratamiento a un contenido determinado a
través de una investigación o experimento, el maestro debe partir del
planteamiento de una situación problémica y luego invitar a los educandos a
responder o plantear interrogantes como: ¿Qué entiendes de la situación
planteada?; Explique con sus palabras lo que pudiera suceder al realizar el
experimento; ¿Qué materiales son necesarios?; ¿Cuál sería su hipótesis de lo
que puede suceder?
A partir de las interrogantes anteriores se debe aclarar el propósito u
objetivo de la realización del experimento; es decir, lo que se quiere lograr
con su realización, así como elementos y/o variables que intervienen, precisar
de qué variables se habla en la información, qué relaciones se pueden producir
entre las diferentes propiedades o características vinculadas a la problemática
(Flores et al., 2024a).
Para los educandos debe quedar claro que: "(…) una variable es un
dato, cualidad, característica numérica o cualitativa que puede variar"(…)
(Flores, et al., 2024b, p.43). Por ejemplo, si se estudia la importancia de la
luz solar en el desarrollo de una planta, para ello se deben utilizar tres
plantas de la misma especie y se variará la cantidad de luz a la que se expone
para medir o valorar cómo influye esta variable en cada caso; pero en ese
experimento intervienen otras variables como el agua o la tierra que deben
mantenerse inalterables, pues estas pueden influir en los resultados del
experimento.
La formulación de
hipótesis: consiste en una afirmación o pregunta que prevé científicamente
respuesta a un problema, lo que implica la necesidad de su redacción o de
preguntas científicas, que en el proceso de investigación o experimento se
puedan confirmar o no (Flores et al., 2024a, p.43).
Por ejemplo, si se quiere investigar si el color influye en la absorción
del calor, se podría preguntar: ¿Por qué se aconseja a las personas no vestirse
de negro en verano?, ¿El color influye en la absorción del calor? Estas y otras
preguntas podrían guiar la realización del experimento que podría consistir en
pintar botellas de diferentes colores y ponerlas al sol por un tiempo para
luego medir la temperatura del agua.
Otro aspecto importante a tener en cuenta en el diseño experimental es
lo relacionado con la toma o recolección de datos, es decir, el registro de la
información obtenida con la observación o medición de un objeto o fenómeno, de
forma ordenada, utilizando diferentes formas, tales como tablas, gráficos y
dibujos (Flores et al., 2024a). Para Corrales (2023), en el diseño debe quedar
claro cómo se organizará y procesará la información obtenida, el análisis del
proceso de medición y el procesamiento de los datos, la determinación de los
medios que se utilizarán para el registro, la organización de los resultados,
las predicciones sobre los resultados teniendo presente la información
disponible, así como la selección de los instrumentos de medida, equipos de
laboratorio, aditamentos, utensilios y materiales que se emplearán.
En muchas ocasiones, los experimentos se hacen por el maestro,
considerando entonces que estos son demostraciones experimentales o
experimentos. En cualquiera de los casos se deben cumplir los requerimientos
metodológicos para su ejecución. Para Domínguez (2012): "El experimento es
considerado uno de los métodos más eficaces en el estudio de los fenómenos y
procesos de la naturaleza, supone la reproducción artificial del proceso en
estudio, bajo condiciones específicas que se han creado (…)" (p. 20). Por
ello, es importante que en las clases de Ciencias Naturales se combinen los
métodos experimentales con los problémicos.
La utilización de diferentes tipos de
experimentos, incluidas las demostraciones, unido a la actividad práctica de
los alumnos, hacen que la experimentación adquiera protagonismo en las clases
de Ciencias Naturales, y por tanto, se propicia que
los educandos obtengan mejores resultados en el nivel de conocimientos, con
mayor profundidad y durabilidad.
Conclusiones
1. El proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias Naturales en la Educación Primaria se caracteriza por la realización de experimentos que fomentan la observación, la motivación, la creatividad, el planteamiento de hipótesis, la obtención de conclusiones y el debate científico.
2. En la realización de experimentos, la utilización de los diseños experimentales garantiza la calidad de la actividad experimental, la motivación y el desarrollo de intereses de los educandos por la investigación y el estudio de las ciencias.
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