Evaluating the effectiveness of organic chemistry component of the Ghanaian high school chemistry curriculum

Resumen Técnico: Evaluación de la Efectividad del Componente de Química Orgánica del Currículo de Química de las Escuelas Secundarias de Ghana

Planteamiento del Problema
A pesar del papel crítico de la química orgánica para dotar a los estudiantes de marcos fundacionales para el estudio científico avanzado, la evidencia empírica indica consistentemente que los alumnos de las Escuelas Secundarias Superiores (SHS, por sus siglas en inglés) de Ghana presentan dificultades con conceptos centrales como la nomenclatura IUPAC, los mecanismos de reacción y la identificación de grupos funcionales. Si bien investigaciones previas han documentado estas dificultades de aprendizaje, existe una carencia de estudios que evalúen sistemáticamente el componente de química orgánica del propio currículo para determinar si estos desafíos se deben a la estructura inherente del currículo o a problemas de implementación. Este estudio aborda esta brecha aplicando un marco de evaluación integral al componente de química orgánica del currículo de las SHS de Ghana.

Metodología
El estudio empleó un diseño de métodos mixtos convergentes (específicamente la variante de transformación de datos) fundamentado en el modelo de evaluación CIPP (Contexto, Insumo, Proceso, Producto) de Stufflebeam.

• Participantes: La muestra consistió en 226 estudiantes de tercer año de ciencias de cuatro Escuelas Secundarias Públicas en la Metrópolis de Cape Coast, Ghana. La selección fue intencional, dirigida a escuelas donde el programa de química orgánica había sido cubierto completamente. El desgreso demográfico incluyó 180 hombres (79.6%) y 46 mujeres (20.4%).
• Instrumentación: Los datos se recolectaron a través del Cuestionario de los Estudiantes sobre la Evaluación del Currículo de Química Orgánica (SQOCCE), un instrumento desarrollado por el investigador basado en el currículo nacional y la literatura pertinente. El instrumento utilizó una escala de Likert de seis puntos para 37 ítems de respuesta cerrada distribuidos en las cuatro dimensiones del CIPP (12 de Contexto, 6 de Insumo, 9 de Proceso, 10 de Producto) e incluyó dos ítems de respuesta abierta para datos cualitativos.
• Análisis de Datos:
  • Cuantitativo: Estadísticos descriptivos (frecuencias, medias, desviaciones estándar) resumieron las percepciones. Los estadísticos inferenciales incluyeron pruebas t para muestras independientes para examinar las diferencias de género y un ANOVA de tres vías para analizar los efectos principales y de interacción.
  • Cualitativo: Las respuestas a los ítems de respuesta abierta se analizaron mediante codificación abierta y análisis comparativo constante para identificar temas recurrentes. Estos temas fueron posteriormente cuantificados (conteos de frecuencia) para facilitar la integración con los hallazgos cuantitativos.
  • Marco de Evaluación: Los puntajes medios se categorizaron en tres niveles: Insuficiente (1.0–2.7), Moderado (2.8–4.4) y Suficiente (4.5–6.0).

Resultos Clave
El estudio arrojó los siguientes hallazgos con respecto a las cuatro dimensiones del CIPP y las variables demográficas:

1. Dimensión de Contexto (Efectividad Moderada): Los estudiantes percibieron positivamente la relevancia y la alineación del currículo con las necesidades de aprendizaje. La media promedio fue de 4.03, lo que indica que los estudiantes reconocen la importancia de la química orgánica para futuros estudios académicos y profesionales, así como su aplicabilidad a fenómenos del mundo real.

2. Dimensión de Insumo (Efectividad Moderada/Baja): Esta dimensión registró el puntaje medio promedio más bajo (3.24), señalando debilidades significativas. Los estudiantes reportaron recursos instruccionales inadecuados, incluyendo la falta de laboratorios bien equipados, insuficiencia de productos químicos orgánicos, escasez de modelos de enseñanza y falta de libros de texto. Además, las percepciones respecto al uso de planes de lecciones estructurados por parte de los docentes fueron bajas.

3. Dimensión de Proceso (Efectividad Moderada): El puntaje medio promedio fue de 3.53. Aunque los estudiantes reconocieron el uso regular de evaluaciones y retroalimentación, reportaron una fuerte dependencia de los métodos de enseñanza basados en la clase magistral. Hubo una baja percepción de la participación activa del estudiante y del uso de estrategias instruccionales que faciliten la participación.

4. Dimensión de Producto (Efectividad Moderada): Con un puntaje medio promedio de 3.67, los estudiantes indicaron que el aprendizaje de la química orgánica ayudó a estimular el interés y a fomentar actitudes positivas. Demostraron comprensión sobre la relevancia de los compuestos orgánicos en la vida diaria, aunque la aplicación de los conceptos a otras áreas de la química fue percibida como moderada.

5. Diferencias Demográficas:

   • Género: Una prueba t para muestras independientes reveló una diferencia estadísticamente significativa en los puntajes de percepción, con los estudiantes varones (M = 135.07) reportando percepciones más positivas que las estudiantes mujeres (M = 123.30), t(224) = 2.594, p = .001. Sin embargo, el tamaño del efecto fue pequeño (η² = .037), lo que sugiere que el género explica solo el 3.7% de la varianza.
   • Tipo de Escuela: Un ANOVA de un factor indicó una diferencia significativa en las percepciones según el tipo de escuela (p = .003). Las pruebas post-hoc mostraron que los estudiantes en escuelas "dotadas" tenían puntajes de percepción significativamente más altos que los de las escuelas "menos dotadas".
   • Nivel de Grado: No se encontró un efecto principal significativo para el nivel de grado (p = .762).
   • Interacciones: Aunque se encontró una interacción de dos vías significativa entre el nivel de grado y el tipo de escuela, la interacción de tres vías entre género, nivel de grado y tipo de escuela no fue significativa.

6. Desafíos Cualitativos: Los estudiantes identificaron tres desafíos principales:

   • Abstracción: Los conceptos son percibidos como complejos, amplios e invisibles al ojo humano.
   • Déficit de Recursos: La falta de modelos, reactivos y soluciones dificulta la visualización y la comprensión.
   • Necesidades Pedagógicas: Una fuerte demanda de enseñanza basada en la práctica para hacer concretos los conceptos abstractos.

Contribuciones Clave

• Evaluación Curricular: El estudio proporciona una de las pocas evaluaciones sistemáticas del componente de química orgánica del currículo de Ghana utilizando el modelo CIPP, yendo más allá de las métricas de rendimiento estudiantil para evaluar los componentes estructurales y de implementación del currículo.
• Perspectiva Diagnóstica: Identifica que, si bien los objetivos del currículo (Contexto) y los resultados (Producto) están generalmente alineados con las necesidades de los estudiantes, la implementación se ve obstaculizada por déficits en los Insumos (recursos) y el Proceso (pedagogía).
• Género y Equidad: El estudio aporta datos sobre las disparidades de género en la percepción del currículo, señalando que, aunque los varones perciben el currículo de manera más positiva, el tamaño del efecto es pequeño, lo que sugiere que factores sistémicos más amplios (como la asignación de recursos) son más influyentes que el género por sí solo.
• Aplicación Metodológica: Demuestra la utilidad del modelo CIPP para diagnosticar brechas específicas en la educación científica dentro de un contexto en desarrollo, validando su aplicabilidad a la educación química en Ghana.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores sostienen que el estudio ofrece conocimientos transferibles para educadores y responsables de políticas, particularmente en lo que respecta a la necesidad de asignación de recursos y reforma pedagógica. El artículo argumenta que la naturaleza abstracta de la química orgánica no es únicamente una dificultad intrínseca de la disciplina, sino que se ve exacerbada por las condiciones de su enseñanza, específicamente la falta de experiencias prácticas y ayudas visuales.

El estudio aboga por:

1. Mejora en la Asignación de Recursos: Asegurar que los laboratorios estén abastecidos con productos químicos orgánicos esenciales y modelos de enseñanza.
2. Cambio Pedagógico: Integrar lecciones prácticas e indagatorias para reemplazar o complementar los enfoques basados predominantemente en la clase magistral.
3. Implementación Equitativa: Abordar las disparidades entre las escuelas dotadas y las menos dotadas para asegurar que todos los estudiantes tengan acceso a los insumos necesarios para un aprendizaje efectivo.

Los autores concluyen que, si bien el currículo de química orgánica se percibe como moderadamente efectivo, su impacto general se ve comprometido por las debilidades en las dimensiones de insumo y proceso. El estudio posiciona al modelo CIPP como una herramienta robusta y orientada a la toma de decisiones para generar la evidencia necesaria para refinar el currículo y apoyar la formulación de políticas basadas en evidencia en la educación científica de Ghana.