Horizontes. Revista de
Investigación en Ciencias de la Educación
https://revistahorizontes.org
Volumen 8 / N° 35 / octubre-diciembre 2024
ISSN: 2616-7964
ISSN-L: 2616-7964
pp. 2432 - 2446
La argumentación
científica en estudiantes de educación secundaria: Revisión Sistemática
Scientific argumentation in secondary school students:
Systematic review
Argumentação científica em alunos do ensino médio: uma
revisão sistemática
Juan Julio Espejo-Yupanqui1
julio_espejo@hotmail.com
https://orcid.org/0000-0001-8480-4740
Juan Mendez-Vergaray1
jmvevalauciones@hotmail.com
https://orcid.org/0000-0001-7286-0534
Edward Flores2
eflores@unfv.edu.pe
https://orcid.org/0000-0001-8972-5494
1Universidad César Vallejo. Lima, Perú
2Universidad Nacional Federico Villarreal. Lima, Perú
RESUMEN
La
argumentación científica implica la elaboración y justificación de
proposiciones basadas en evidencias con fundamento científico. El objetivo fue
describir las estrategias educativas efectivas para el desarrollo de la argumentación
científica y sus componentes, en estudiantes de secundaria a
través de análisis de revisión sistemática. Con criterios de inclusión:
artículos con diferente tipo estudio; desde junio del 2020 hasta marzo del
2022; en las bases de datos Scopus, Ebsco y ProQuest; con ecuaciones de
búsqueda: (“Scientific argumentation AND high school students”), (“Scientific
reasoning AND high school students”), (“Argumentación científica AND
estudiantes de secundaria”), (“Razonamiento científico AND estudiantes de secundaria”).Criterios
de exclusión: artículos duplicados; seleccionando 30 artículos para el
análisis. En conclusión, el
desarrollo de la argumentación científica en los estudiantes de secundaria se
logra al ombinar los cuatro componentes retórica, pragmática, teórica y lógica,
utilizando estrategias efectivas que permitan favorecer la argumentación
científica en los estudiantes.
Palabras clave: Argumentación Científica; Educación Secundaria; Estudiantes;
Razonamiento Científico
ABSTRACT
Scientific argumentation involves the elaboration and justification of
propositions based on evidence with scientific foundation. The objective was to
describe effective educational strategies for the development of scientific
argumentation and its components, in high school students through systematic
review analysis. With inclusion criteria: articles with different type of
study; from June 2020 to March 2022; in Scopus, Ebsco and ProQuest databases;
with search equations: (“Scientific argumentation AND high school students”),
(“Scientific reasoning AND high school students”), (“Scientific argumentation
AND high school students”), (“Scientific reasoning AND high school students”).
Exclusion criteria: duplicate articles; selecting 30 articles for the analysis.
In conclusion, the development of scientific argumentation in high school
students is achieved by combining the four components rhetoric, pragmatics,
theory and logic, using effective strategies that allow favoring scientific
argumentation in students.
Key words: Scientific Argumentation; Secondary Education; Students; Scientific
Reasoning
RESUMO
A argumentação científica envolve a elaboração e a justificativa de
proposições baseadas em evidências com um fundamento científico. O objetivo foi
descrever estratégias educacionais eficazes para o desenvolvimento da
argumentação científica e seus componentes em alunos do ensino médio por meio
de uma análise de revisão sistemática. Critérios de inclusão: artigos com diferentes tipos de estudo; de junho
de 2020 a março de 2022; nas bases de dados Scopus, Ebsco e ProQuest; com
equações de busca: (“Scientific argumentation AND high school students”),
(“Scientific reasoning AND high school students”), (“Scientific argumentation
AND high school students”), (“Scientific reasoning AND high school students”). Critérios de exclusão: artigos duplicados; selecionando 30 artigos para
a análise. Em conclusão, o desenvolvimento da argumentação científica em alunos
do ensino médio é alcançado por meio da combinação dos quatro componentes
retórica, pragmática, teoria e lógica, usando estratégias eficazes que permitem
favorecer a argumentação científica nos alunos.
Palavras-chave: Argumentação científica; Ensino médio; Estudantes; Raciocínio
científico
INTRODUCCIÓN
Durante los últimos años, en las escuelas de diferentes países del mundo
existe preocupación en cuanto a la escasa generación de la argumentación
científica por parte de los estudiantes de secundaria, ya que se limitan a
reproducir conceptos careciendo de fundamento científico, así como de
estrategias que permitan desarrollar la argumentación científica. Es así que,
la argumentación científica a lo largo de la historia desarrolla un papel
preponderante en la enseñanza de la ciencia en los estudiantes de secundaria lo
que permitió el tránsito desde un enfoque empírico hacia una concepción del
debate, la disertación social y la retórica (Allchin
y Zemplén, 2020). Así mismo, la argumentación científica, es uno de los
aspectos más relevantes en el aprendizaje de las ciencias en los estudiantes de
secundaria, por cuanto movilizar, el pensamiento crítico-científico, pragmático
y teórico así como una retroalimentación permanente de los conocimientos
asimilados, facilitando el desarrollo de habilidades de orden superior (Suliyanah et al., 2020); en tal sentido,
desempeña un rol preponderante en el desenvolvimiento de modelos de pensamiento
crítico sumado a la comprensión de las ideas en el proceso comunicativo (Hakim et al., 2020).
La argumentación científica se conceptualizacomo un proceso que permite al estudiante de educación secundaria ser capaz
de generar, producir, apoyar, contra argumentar, mejorar una afirmación
científica para ratificarla y al mismo tiempo desencadenar conclusiones válidas
a partir de datos empíricos u otras evidencias (Songsil et al., 2019). Ésta,
corresponde a una fracción de las habilidades comunicativas inherentes a los
estudiantes de secundaria cuando dan a conocer una idea o proporcionan una
justificación apoyada en una evidencia veraz, tratando de convencer a los demás
(Pimvichai et al., 2019).
También, la argumentación científica en los estudiantes de
secundaria, es considerada una práctica del conocimiento que a través del uso
de estrategias efectivas, involucra supuestos, contradicciones o principios
generalizados, de la explicación de diversos acontecimientos científicos (Murphy et al., 2018). Además, abarca la
evaluación crítica de los mismos, generando fundamentalmente la duda (Lee et al., 2019). De igual forma, se asocia a
diversos entornos de interacción del estudiante de secundaria,
por ejemplo con su quehacer cotidiano facilitando que
pueda aprender cómodamente los temas socio científicos, algo que no se daría a
través del aprendizaje clásico (Ibacache y
Merino, 2021).
Para medir la categoría de los argumentos, una persona requiere poner a prueba estrategias, tales
como, la habilidad y la voluntad. En ese sentido, la habilidad se centra en
aplicar estrategias de carácter argumentativo, dirigidas a respaldar teorías
con pruebas o estimar argumentos. Igualmente, la voluntad está direccionada a
la aplicación de estrategias tomando en cuenta que el proceso argumentativo es
razonable y valioso ( Hefter et al., 2018).
Del mismo modo, los estudiantes para realizar argumentos,
necesitan del conocimiento, de conceptos científicos del tema en sí , de la
experiencia personal y de sus habilidades que conjugadas puedan sostener su
razonamiento; ya que a mayor conocimiento mayor será su argumento (Conceição Pinto et al., 2018). Por ello, los estudiantes se agencian de la
argumentación para llevar a cabo un análisis exhaustivo de la información que
provee un tema, antes de admitirla en su totalidad (Astira et al., 2019).
En este mismo orden de ideas se tiene que, la retórica es un componente
elemental de la argumentación científica en la medida que propicia en los
estudiantes el sentido de la persuasión, la explicación y el convencimiento
ante los demás acerca de un tema de estudio (Kahraman
y Kaya, 2021); la componente lógica, cuya identidad es el razonamiento
científico, se pone a prueba ante diversas opiniones de hechos para arribar a
un acuerdo en relación a afirmaciones o acciones razonables y discutibles en la
comprensión de los hechos propios de la ciencia (Plantin,
2014). Considerando el punto de vista social, permite que los
estudiantes puedan interpretar y presentar de manera justificada sus acciones (Evagorou et al., 2020).
Además, Revel Chion et al., (2021)
manifiestan que la argumentación científica en estudiantes de secundaria
presenta cuatro componentes bien definidos; la componente retórica, que hace
referencia a la capacidad de convencimiento y persuasión que tiene una persona
frente a otra, acerca de un determinado conocimiento, apelando a la autoridad
científica; la componente pragmática, que se caracteriza porque se da en un
contexto explicativo cotidiano adecuándose y cobrando sentido a través de una
relación de causa y efecto; la componente teórica, relacionada con las
concepciones y conocimientos científicos para explicar un determinado tema en
estudio y la componente lógica, referida a la coherencia global y ordenada que
debe poseer un texto científico.
Por lo tanto, se plantea la siguiente interrogante ¿Cuáles son las
estrategias más efectivas para desarrollar la argumentación científica y sus
componentes retórica, pragmática, teórica y lógica en estudiantes de
secundaria?
El objetivo a desarrollar en el manuscrito es describir las estrategias
educativas efectivas para el desarrollo de la argumentación científica y sus
componentes retórica, pragmática, teórica y lógica en estudiantes de
secundaria.
METODOLOGÍA
La indagación se llevó a cabo a través de análisis de revisión sistemática,
en la Figura 1 se muestra el flujograma de búsqueda, evaluación y selección de
los artículos de diferentes países del mundo para el análisis. Tomando en
cuenta como criterio de inclusión: artículos con enfoque cuantitativos, mixtos
y cualitativos; idioma español, inglés, portugués; desde desde junio del 2020
hasta marzo del 2022; consultadas en las bases de datos Scopus, Ebsco y
ProQuest; utilizando las ecuaciones de búsqueda: (“Scientific argumentation AND
high school students”), (“Scientific reasoning AND high school students”),
(“Argumentación científica AND estudiantes de secundaria”), (“Razonamiento
científico AND estudiantes de secundaria”). Por otro lado, para los criterios
de exclusión se tuvo en cuenta los artículos que presenten temática diferente, duplicados
y que no cumplan con el intervalo de tiempo; se identificaron en todas las
bases de datos un total de 460 artículos relacionados con el tema. Sin embargo,
haciendo uso de los criterios de inclusión y exclusión se han seleccionado 30
artículos para el análisis.
Figura 1. Flujograma PRISMA: búsqueda, evaluación y selección de
los artículos.
DESARROLLO
Y DISCUSIÓN
La Tabla 1 muestra los resultados de la
búsqueda de la información, que fue organizada teniendo en cuenta los
constructos de la argumentación científica, en sus cuatro componentes:
retórica, pragmática, teórica y lógica. De los 30 artículos analizados, 20 se
relacionan con la componente teórica, de los cuales 24 se interrelacionan con
los otros componentes; 20 con la componente retórica, de los cuales 24 se
relacionan con los otros componentes; 14 con la componente lógica, de los
cuales 20 se relacionan con los otros componentes; y 7 con la componente
pragmática, de los cuales 9 se relacionan con los otros componentes. De lo cual
se colige que la mayor información recabada está relacionada con el constructo
componente teórica (20) y retórica (20)
Más del
70% de los artículos se publicaron en Indonesia y
Turquía, el 30% restante está representado por un solo artículo en Rumania,
España, Colombia, Estados Unidos, Australia, Israel y Malasia.
En relación con la metodología catorce artículos se clasifican como
cuantitativos, doce cualitativos y cuatro mixtos; por otro lado, con respecto a
los instrumentos, dieciséis artículos utilizaron evaluaciones de argumentación científica y
conocimientos científicos, diez cuestionarios y uno programa de actividades. De
la misma forma, dos artículos usaron la técnica de la encuesta y uno juego de
roles.
Los hallazgos del análisis de la literatura
científica revisada dieron a conocer en relación a la componente retórica, los
docentes que suelen emplear estrategias de debates en la enseñanza de las
ciencias favorece el desarrollo de la argumentación científica en los
estudiantes de secundaria (Hamalosmanoglu y
Varinlioglu, 2019). Lo anterior guarda
relación con lo expuesto por (Naj’Iyah et al.,
2021), donde la estrategia de debates aplicadas a situaciones
científicas, es la más efectiva, ya que propicia en los estudiantes de
secundaria, la capacidad argumentativa en contra de las aseveraciones dadas por
sus compañeros, así mismo coincide con lo expresado por (Noviyanti et al., 2019), quienes manifiestan que el uso de
estrategias dialógicas permite incrementar las habilidades argumentativas de
los estudiantes. También es concordante con lo expresado por (Rahayu y Widodo, 2019; Suminar et al., 2017; Yulianci et
al., 2021; Dawson y Carson, 2020; Meral et al., 2021; Ping et al., 2020 ; Chen et al.,
2019; Astuti et al., 2018), donde
el uso de la estrategia metodología de indagación guiada por argumentos
modificados(MADI), mejora los puntajes obtenidos en sus discursos, así como su
capacidad de refutación y argumentación científica en diferentes áreas del
conocimiento; así mismo, concuerda con lo expresado por (Namdar y Tuskan, 2018; Najami et
al., 2020; Nurinda et al., 2018),
afirman que aquellos estudiantes que aprenden mediante estrategias educativa de
secuencialidad es efectiva, toda vez que son capaces de realizar mejores
argumentos y contraargumentos desarrollando habilidades argumentativas
científicas.
Por otro lado, al hacer uso de la estrategia de cuestionamiento
sociocientífico, es efectiva ya que, favorece el desarrollo de los argumentos
científicos de los estudiantes en relación a su contexto social y la formación
académica que hayan adquirido (Alindra et al.,
2020; Gurkan y Kahraman, 2019; Gutiérrez, 2018). Sin embargo, la estrategia de
contrargumentos no es efectiva, toda vez que presentan situaciones en la que
los estudiantes argumentan en contra de lo dicho por otros compañeros
careciendo de evidencias suficientes para justificarlos (Akbayrak y Namdar, 2019), lo anterior coincide con lo expresado
por (Corbaci y Yakisan, 2018; Anisa et al., 2019), donde el uso de dicha
estrategia educativa brinda afirmaciones simples que no ameritan ser parte de una
discusión del nivel esperado entre los estudiantes.
Con relación a la componente pragmática, los
estudiantes que aprendieron con la estrategia basada en la argumentación,
desarrolla sus capacidades de proceso y sus habilidades científicas
explicativas (Ural y Gençoğlan, 2020), lo
anterior concuerda con (Namdar y Tuskan, 2018),
cuando los docentes
enseñan utilizando la estrategia de modelación favorece la mejora de la argumentación científica de los
estudiantes. También, con lo expresado por (Meral et al.,
2021; Naj’Iyah et al., 2021; Mehl et al., 2020),
quienes afirman que si
se usan estrategias educativas de debates y contra argumentos contribuyen a
potenciar sus habilidades de argumentación científica.
Con relación a la componente teórica se puede
afirmar que la enseñanza de las ciencias haciendo uso de la estrategia basada
en programas de argumentación científica mejora el desenvolvimiento del
pensamiento crítico en los estudiantes de secundaria (Giri y Paily, 2020), lo anterior concuerda con lo manifestado por
(Nababan et al., 2019; Ika Noviyanti et al., 2019), donde los
estudiantes que aprenden mediante la estrategia de aprendizaje investigativa,
suelen obtener mejores resultados cuando resuelven situaciones que obliguen a
realizar argumentaciones científicas. Así mismo, la estrategia de aprendizaje
Argument Driven
Inquiry (ADI) utilizado en las clases de ciencias, favorece en los estudiantes
de secundaria, la comprensión de los fenómenos naturales cotidianos así como el
esbozo de actividades científicas adecuadas (Admoko
et al., 2021), lo anterior concuerda con (Abdullah et al., 2021; Ural y Gençoğlan, 2020; Naj’Iyah et al., 2021; Dawson y Carson, 2020), quienes afirman que los
estudiantes que desarrollan sus habilidades de argumentación científica con el
acompañamiento del docente, mejoran en la comprensión de conceptos científicos,
esto es concordante también con (Najami et al.,
2020; Gutiérrez, 2018), quienes
refieren que la adquisición del conocimiento científico ayuda a justificar las
afirmaciones, ampliando las habilidades argumentativas en los estudiantes; de
la misma manera coincide con lo señalado por (Ping et al., 2020), expresan que al
hacer uso de la estrategia con argumentos modificados (MADI), con soporte de
material complementario desarrolla e incrementa la comprensión argumentativa de
los conceptos y teorías científicas. Así mismo, el uso de la estrategia de
Investigación Científica Basada en Argumentos (ABSI), favorece la mejora de sus
logros de aprendizaje (Guler y Dogru, 2019).
Así como, el uso de la estrategia del modelo cooperativo basado en
argumentación, desarrolla la argumentación científica de los estudiantes de
secundaria (Okomus, 2020),También, el uso
de la estrategia de investigación integral centrada en argumentos, favorece la
comprensión de los conocimientos científicos, sustentada en formas de
representación simbólica y verbal (Suminar et
al., 2017), de este mismo modo, los estudiantes que aprenden con la estrategia usando los cinco
sentidos, para explicar las características de los objetos, hechos o fenómenos
cotidianos, incrementan sus habilidades científicas argumentativas (Akbayrak y Namdar, 2019).
Por otro lado, el uso de la estrategia de cuestiones sociocientíficas y
su contexto social permite generar en los estudiantes de secundaria el
conocimiento suficiente para realizar argumentaciones científicas (Alindra et al., 2020). De la misma forma, los
docentes que usan la estrategia basada en conocimientos científicos favorece la
mejora del aprendizaje de argumentación científica en los estudiantes (Yulianci et al., 2021).
Sin embargo, los estudiantes que aprendieron a través de la estrategia
del juego, a pesar que tuvieron acompañamiento del docente, presentaron
dificultades para extraer ideas relevantes del conocimiento en un texto
científico, realizar debates para la toma de decisiones en un contexto socio
científico de su mundo real inhibiendo el desarrollo de la argumentación
científica (Casas-Quiroga y Crujeiras-Pérez,
2020). Esta realidad, puede ser explicada en la medida que los estudiantes desconocen la semántica
científica y en consecuencia les dificulta la capacidad para realizar
argumentaciones científicas pertinentes (Rahayu
y Widodo, 2019). Mientras que, solo una minoría son capaces de utilizar
conceptos científicos para construir conocimientos que sustenten una refutación
de la argumentación científica (Anisa et al.,
2019).
En cuanto a la componente lógica, una enseñanza
mediante la estrategia del enfoque de Investigación Científica Basada en
Argumentos (ABSI), permite desarrollar en los estudiantes de
secundaria, el pensamiento crítico reflexivo y la argumentación científica (Guler y Dogru, 2019). En esa línea, los
estudiantes que presentan elevadas capacidades de argumentación científica,
tienen alta aptitud del pensamiento crítico (Meral
et al., 2021), permitiendo que puedan ser capaces de generar una
coherencia y pertinencia entre los datos y sus respectivas afirmaciones, tal
que, elaboren argumentos científicos y conclusiones adecuadas (Dawson y Carson, 2020).También, pueden
argumentar fácilmente fenómenos fácticos cotidianos (Abdullah et al., 2021).
Sin embargo, aquellos estudiantes, que son capaces de tomar decisiones
solo en base a las evidencias y a sus creencias empíricas, no logran un
adecuado razonamiento lógico y por ende impiden el desarrollo de la
argumentación científica (Mehl et al., 2020).
Proponen, argumentos válidos acerca de un contenido temático en ciencias, pero
presentan dificultades, para justificar sus afirmaciones en relación a
argumentos científicos (Corbaci y Yakisan, 2018).
En esa línea, los estudiantes de secundaria relacionan conceptos
científicos y su aplicación en la vida cotidiana, optando por cambiar sus ideas
repentinamente inhibiendo el desarrollo de la argumentación científica (Suminar et al., 2017). Además, buscan las
causas antes que encontrar las consecuencias, al analizar un determinado
problema socio científico (Casas-Quiroga y
Crujeiras-Pérez, 2020). Brindan aseveraciones simples, haciendo uso de
esquemas con conectores, que enlazan la afirmación y los datos y no favorecen
al desarrollo de la argumentación científica (Admoko
et al., 2021). Además, respaldan sus aseveraciones que puedan confirmar
los datos y garantías, para generar argumentos; pero, tienen dificultades para
justificar sus aseveraciones, respecto a lo planteado (Akbayrak y Namdar,2019; Rahayu y Widodo, 2019). Del mismo modo,
los estudiantes de secundaria, al utilizar la estrategia del esquema Toulmin
para argumentar un conocimiento sociocientífico, reproducen los datos tal cual,
relacionándolos con el reclamo, no siendo capaces de brindar una explicación que conduzca a justificar
los datos que avalan el reclamo del conocimiento no favorece el desarrollo de
la argumentación científica (Syerliana et al., 2018).
CONCLUSIÓN
El desarrollo de la argumentación científica en los estudiantes de
secundaria se da cuando combina las componentes retórica, pragmática, teórica y
lógica, para sustentar sus aseveraciones, utilizando estrategias efectivas con
la finalidad de promover destrezas argumentativas.
Las estrategias más efectivas para desarrollar la componente retórica
son: estrategia educativa dialógica, de debates, estrategia MADI y la de
secuencialidad; las cuales los docentes deben utilizar con la finalidad de
desarrollar en los estudiantes de secundaria, la argumentación científica de
debate, que permita mejorar los logros de aprendizaje en diversas áreas del
conocimiento humano. Además, los estudiantes que participan en situaciones de
aprendizaje de ciencias, siguiendo una secuencia ordenada, son capaces de
realizar mejores posturas argumentativas y contra argumentativas; en contraste
con aquellos que plantean contra argumentos sin una experiencia previa teórica.
Las estrategias educativas efectivas para desarrollar la componente
pragmática son: estrategias basada en argumentos, de debates, contra argumentos
y la de modelación que en conjunto son puestas en práctica por los docentes
para favorecer y desarrollar en los estudiantes de secundaria argumentación
científica, así como, afirmaciones, debates y contra argumentaciones en
situaciones sociocientíficas.
Las estrategias educativas efectivas más adecuadas utilizadas por los
docentes, para desarrollar la componente teórica en los estudiantes de
secundaria son: estrategia de programa argumentación científica y la estrategia
ADI, siendo capaces de abordar situaciones argumentativas, con fundamento
científico, favoreciendo sus habilidades argumentativas científicas.
Finalmente, la estrategia del enfoque de Investigación Científica Basada
en Argumentos (ABSI), es la más efectiva para desarrollar la componente lógica
en los estudiantes de secundaria toda vez que, favorece positivamente la mejora
del razonamiento crítico, el pensamiento abstracto y la argumentación científica.
CONFLICTO DE INTERESES.
Los autores declaran que no existe conflicto de intereses para la publicación
del presente artículo científico.
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