http://dx.doi.org/10.22201/fq.18708404e.2023.1.82574

Estudios de caso en la enseñanza aprendizaje de la tabla periódica utilizando material con formato accesible y táctil en estudiantes con discapacidad visual

Ana Luz Flores-Vallejo[a], Guadalupe Iveth Vargas-Rodríguez[a], Adolfo Eduardo Obaya-Valdivia[a], Carlos Eduardo Favela-Zavala[a], Álvaro Enrique Lima-Vargas[b] y Yolanda Marina Vargas-Rodríguez[a]

Introducción

La discapacidad visual (DV) consiste en la afectación, en mayor o menor grado, o en la carencia de la visión. Las personas con DV pueden tener ceguera total o parcial (baja visión). La Convención sobre los Derechos de la Personas con Discapacidad (CDPD), que México firmó y ratificó en 2007, reconoce que, la discapacidad es un concepto que evoluciona y que resulta de la interacción entre las personas con deficiencias y las barreras debidas a la actitud y el entorno que evitan su participación plena y efectiva en la sociedad en igualdad de condiciones con los demás (Comisión Nacional de los Derechos Humanos (CNDH), 2016).

A nivel mundial, los niños y jóvenes con discapacidad tienen nivel de escolaridad bajo, y menos posibilidades de lograr niveles superiores de educación. En México, el nivel promedio de escolaridad reportado para las personas con discapacidad visual mayores de 15 años es de 3.7 años, promedio mucho menor que el de la población en general, estimado en 9.4 años (Instituto Nacional para la Evaluación de la Educación (INEE), 2018).

La educación inclusiva es un derecho humano y que deben asegurar que todas las personas con discapacidad deben tener una educación adecuada, que le permita desarrollarse en una sociedad cambiante (Sánchez et al., 2020; Niembro et al., 2021).

Hay que considerar que, en el ámbito de los estudiantes con DV, a causa de la disminución de la entrada sensorial visual, el aprendizaje se da como resultado de la acción recíproca táctil-kinestésica y el sentido auditivo. De ello se deriva la importancia en el uso de estos canales de comunicación en la didáctica, destacando el uso de todos los sentidos en la enseñanza para fomentar una educación multisensorial (Llamazares et al., 2017).

El material o tecnología en formato accesible puede estar presentado en código Braille ya sea escrito o utilizando un software de transcripción Braille. El texto electrónico, es un archivo de procesamiento de texto que contiene un texto de algún libro u otro documento impreso. El texto electrónico se puede leer en letra grande en la pantalla de la computadora o por un lector de pantalla (Sukhai y Mohler, 2017). Los documentos de texto electrónico también se pueden leer en dispositivos como tabletas (Alajarmeh, 2021), y teléfonos inteligentes ya sea iOS y Android.

El material en formato accesible puede crearse de diversas maneras, si el material original se presenta impreso, se puede escanear en un software que reconoce y convierte el material impreso en formatos de audio legibles o se pueden generar presentaciones en PowerPoint, documentos de Word o en PDF con formato accesible en donde las figuras están descritas con un texto alternativo.

Se han reportado estrategias para la enseñanza aprendizaje de diversos conceptos teóricos de química para estudiantes con DV, por ejemplo, el concepto de materia (Smothers y Goldston, 2009), estructuras de Lewis (Smith, 1981), estructuras moleculares (Pereira et al., 2011; Supalo y Kennedy, 2014), balanceo de reacciones químicas (Boyd-Kimball, 2012), estructura tridimensional de compuestos orgánicos (Weldler et al., 2012), leyes de los gases (Harshman et al., 2013), y teoría cinético molecular de los gases (Lahav et al., 2018). También, se han generado materiales para la enseñanza experimental de la química para estudiantes con discapacidad visual para fomentar una educación multisensorial, por ejemplo, el olfato, tacto y sonido (Bromfield-Lee y Oliver-Hoyo, 2007), el tacto (Braille) (García Pintor y Ibánez Cornejo, 2015), así como sonido y sensaciones (Bandyopadhyay y Rathod, 2017).

La enseñanza aprendizaje de la tabla periódica que es la base de un curso de química general es uno de los temas que presenta más dificultades de aprendizaje (Suryelita et al., 2019). Para los estudiantes con DV, es un reto aún mayor, por lo que se han utilizado estrategias didácticas con base en las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), así como formatos táctiles, para la enseñanza aprendizaje de conceptos y temas relacionados a la tabla periódica como átomos (Wedler et al., 2014), elementos (Smothers y Goldston, 2009), tabla periódica en audio con código QR (Bonifacio, 2012), tablas periódicas electrónicas, (Fantin, 2016), tablas periódicas construidas con legos, táctiles para mostrar periodicidad, pero sin Braille (Melaku et al., 2016) y la tabla periódica audio táctil con Braille de Joshua A. Miele que utiliza un lápiz inteligente mostrado en vídeo de Youtube (Touchgraphicsvideo, 2022), y que puede adquirirse en línea (Touch Graphics Inc, 2022).

En México, existe el apoyo a los estudiantes con discapacidad visual que cursan educación básica secundaria, con libros de texto gratuitos que otorga la Comisión Nacional de Libros de Texto Gratuitos (CONALITEG). Estos libros están escritos en código Braille o en macrotipo (20 puntos) dependiendo de las necesidades del estudiante. Para la enseñanza de las ciencias la CONALITEG otorga el libro Ciencias 3 con énfasis en química, que en macrotipo contiene una figura de la tabla periódica, pero en el texto en Braille no se hace ninguna referencia a ella (Conaliteg, 2022). En consecuencia, los estudiantes que cursan el nivel medio superior no conocen la estructura de la tabla periódica y carecen de materiales didácticos que les permitan conocerla, a pesar de que se realizan esfuerzos de forma aislada para diseñar y aplicar diversas estrategias para fomentar una educación inclusiva (de la Cruz Orozco, 2020).

Pregunta de investigación

¿La estrategia didáctica diseñada para los estudios de caso en estudiantes con discapacidad visual permitirá alcanzar aprendizajes significativos de la tabla y sus leyes periódicas a nivel medio superior?

Objetivo

Aplicar una estrategia didáctica basada en la utilización de material con formato accesible y maquetas de la tabla periódica con código de lectoescritura Braille y texturas, para lograr aprendizajes significativos de la tabla y sus leyes periódicas en estudiantes con discapacidad visual.

Metodología

Población y muestra

Se aplicó la estrategia a dos estudiantes de Educación Media Superior del Estado de México con DV. Cada estudiante asiste a diferentes escuelas. Caso 1: estudia en la Preparatoria de la UVM ubicada en Cuautitlán Izcalli. Caso 2: cursa la educación media superior en la Preparatoria Oficial No. 140 ubicada en Villa Nicolás Romero. Las características socioeconómicas y académicas de las estudiantes que participaron en los estudios de caso se muestran en la tabla 1.

Tabla 1. Características socioeconómicas de las estudiantes con discapacidad visual.

Material didáctico

Para el estudio de caso 1, se prepararon documentos con formato accesible (Word), con los distintos temas abordados en la estrategia didáctica. También, se prepararon tres maquetas de tablas periódicas. La primera con textura, volúmenes, formas y código Braille, con la información general de la tabla periódica, la segunda con los radios atómicos y la tercera con las propiedades periódicas. Para el estudio de caso 2, se hicieron maquetas adicionales, con textura, volúmenes, formas y código Braille, con la información general de la tabla periódica, cabe destacar que debemos recalcar el hecho de que sean maquetas con relieve y que presentan diferentes texturas (suave, duro, rugoso, liso, etc) esto permite a los estudiantes con discapacidad visual hacer uso de su sentido del tacto, como se mencionó anteriormente estos estudiantes tienen un aprendizaje táctil-kinestésico.

Instrumento de evaluación

Adicionalmente, se preparó un instrumento de evaluación para determinar los conocimientos adquiridos. Los reactivos del instrumento (Anexo A), se clasificaron de acuerdo con la taxonomía de Bloom (Marzano, 2007), con el nivel de reconocimiento (N1), comprensión (N2), aplicación (N3), y análisis (N4). Previamente se aplicó el cuestionario a un grupo de 29 estudiantes sin discapacidad visual, en un curso de Química I de nivel medio superior a través de un formulario de google forms (pretest y postest). En esta investigación se validaron las preguntas del cuestionario a través de un análisis de confiabilidad utilizando el paquete estadístico SPSS. Para determinar la confiabilidad del pretest y postest, se utilizó el Alfa de Cronbach (Domínguez-Lara y Merino-Soto, 2015) (Ecuación 1). En donde α es el símbolo del alfa de Cronbach, K es el número de ítems, representa la suma de las varianzas de cada ítem y representa la varianza total. Los parámetros de aceptación para preguntas y para los instrumentos son de <0.7.

(Ec.1)

Estudios de caso: estudiantes con discapacidad visual

Caso 1: la estrategia aplicada a la estudiante del caso 1, se impartió en línea a través de la plataforma de videoconferencia ZOOM, utilizando archivos en Word con formato accesible. La estudiante utilizó el programa JAWS, instalado en su computadora personal que es un software de lector de pantalla para los usuarios de computadoras cuya pérdida de visión les impide ver el contenido de la pantalla. JAWS lee en voz alta lo que está en la pantalla de la PC. Además, durante las sesiones, la estudiante se apoyó en las tablas periódicas con volumen, textura y Braille. La estudiante, realizó las actividades en su computadora.

Caso 2: la estrategia se realizó de forma presencial, en un grupo de nivel medio superior que incluyó a 15 estudiantes sin discapacidad visual. Cabe hacer mención que, las clases se impartieron utilizando presentaciones en PowerPoint, y las actividades se realizaron con el apoyo de las maquetas de las tablas periódicas con volumen, textura y código Braille. La estudiante no contó con un lector en su computadora, en consecuencia, las actividades las realizó en Braille.

En ambos estudios de caso, se aplicó la estrategia didáctica en 5 sesiones de 50 minutos cada una (Tabla 2). El cuestionario únicamente se aplicó al final de la estrategia didáctica, de forma personal (caso 1 en línea, caso 2 de forma presencial) y con el apoyo de las maquetas de las tablas periódicas, el docente tomó nota de sus respuestas y observó sus actitudes. Finalmente, las estudiantes vertieron su opinión respecto a la forma en que se desarrollaron las sesiones y al material utilizado.

Tabla 2. Estrategia didáctica para la enseñanza y aprendizaje de la tabla periódica.

Resultados y discusión

En la tabla 3. se presentan los resultados de la validez del pretest y postest mediante el Alfa de Cronbach. Los resultados de los instrumentos mostraron valores 0.819 para el pretest y 0.821 para el postest. Por su parte, los resultados de las preguntas si se considera que esa pregunta es eliminada indicaron 0.800 y 0.827 para el pretest y valores entre 0.780 y 0.828 para el postest (Anexo B). Estos resultados indican la validez de los instrumentos (pretest y postest) así como la validez de las 20 preguntas correspondientes al presentar valores superiores a 0.700. Por tanto, no es necesario eliminar ninguna de las preguntas del cuestionario.

Tabla 3. Alfa del instrumento general.

Durante la aplicación de la estrategia didáctica para la enseñanza y aprendizaje de la tabla periódica, las estudiantes con DV utilizaron las maquetas de las tablas periódicas. En el caso 1, se utilizaron tres maquetas. La primera de ellas con la información sobre generalidades de la tabla, con volúmenes diferentes para cada grupo, en cada cubo se colocó el nombre del símbolo en código braille, así como la representación simbólica del elemento, el número atómico, los números de oxidación y la masa atómica, para las personas normo-visuales, a pesar de que no había otros estudiantes durante la aplicación de la estrategia (Figura 1a). Para identificar los estados de agregación sólido, líquido, gas y sintético, la superficie de cada cubo se cubrió con papel de diferentes texturas, papel corrugado (rojo), foami (azul brillante), papel (blanco) y terciopelo (rosa), respectivamente Adicionalmente, se colocaron pines de diferente forma para indicar a los grupos: alcalinos, alcalinotérreos, etcétera (Figura 1b).

Figura 1. a) Contenido de cada casilla en Braille (símbolo del elemento) en alfabeto latino y números arábigos (número atómico, símbolo, estados de oxidación, masa atómica) y con pines (grupos); b) Tabla periódica, cada casilla con diferente textura para indicar el estado de agregación del elemento.

También, se utilizó otra tabla referente al radio atómico (Figura 2a), en este caso la tabla periódica se construyó con bolitas de unicel partidas por la mitad que simbolizan cada elemento químico de la tabla periódica con tamaños “proporcionales” al radio atómico, sobre cada semiesfera se escribió con pintura inflable el símbolo del elemento químico y el radio atómico (en alfabeto latino y números arábigos). La tercera tabla (Figura 2b), contiene la propiedad periódica de electronegatividad. La tabla tiene representados a los elementos con plastilina de diferentes colores representando los diferentes grupos, también tiene presentes flechas que indican la tendencia de esta propiedad (si es ascendente o descendente).

Figura 2. Enseñanza aprendizaje de: a) radio atómico y) Electronegatividad en el estudio de caso 1.

Para el caso 2, la estrategia se aplicó de forma presencial en un grupo de alumnos normo visuales y una alumna con discapacidad visual. Se utilizaron maquetas adicionales debido a que había más estudiantes. La segunda maqueta de generalidades de la tabla periódica, se realizó sobre madera, con el símbolo y número atómico en Braille Neue que es una tipografía inclusiva que combina braille y letras visibles (Takahashi, 2022), en este caso del alfabeto latino y números arábigos (Figura 3a).

Para indicar el estado de agregación de cada elemento se colocaron materiales con diferentes con texturas: algodón para indicar que es un gas, foami corrugado para los sólidos, foami liso para los elementos que son líquidos y por último papel terciopelo para mostrar qué elementos son sintéticos. También, se colocaron pines de colores para indicar la clasificación de la tabla periódica en metales, no metales, metaloides y metales de transición.

Figura 3. a) Contenido de cada casilla de la tabla periódica en Braille Naue y en alfabeto latino y números arábigos (símbolo del elemento y número atómico), con pines para su clasificación, texturas (estados de agregación de los elementos y b) Tabla periódica completa con texturas y Braille Naue..

Al término de la aplicación de la estrategia didáctica, se aplicó un cuestionario en donde el profesor leyó las preguntas y las opciones de respuesta. Las respuestas del cuestionario se presentan en la Tabla 4.

Las preguntas de N1 (1, 2, 3, 9 - 12), en las que deben recordar términos o conceptos como tabla periódica, grupo, período y propiedades periódicas como electronegatividad, radio atómico y afinidad electrónica, las estudiantes contestaron con facilidad. Lo anterior sugiere que el material con formato accesible que se les presentó a ambas estudiantes, así como las actividades, lograron el objetivo de que las estudiantes reconocieran los conceptos de manera clara.

Respecto a las preguntas de N2 (4 -8 y 13), que indica la comprensión de las tendencias de la tabla periódica, a través de comparar o inferir las propiedades de elementos o grupos seleccionados, las estudiantes primero utilizaron las tablas de generalidades para ubicar a los elementos y posteriormente las tablas de tendencias de las leyes periódicas, para contestar correctamente. Las estudiantes demostraron que lograron la comprensión suficiente para organizar y ordenar la información al contestar correctamente, por ejemplo, la pregunta 4. De los elementos Ge, S y Mg ¿Quién es el más electronegativo?, logrando con ayuda de las tablas táctiles dar la respuesta correcta. Para las preguntas de N2 fue fundamental el uso de las tablas periódicas. Estos resultados mostraron la importancia del material didáctico con Braille, con volumen proporcional al radio atómico y las flechas con volumen para indicar las tendencias de electronegatividad para las personas con DV, para lograr la comprensión de las leyes periódicas.

En cuanto a las preguntas de N3 (14 - 16), en donde los estudiantes deben aplicar sus conocimientos de periodicidad, contestaron con dificultad, pero de forma correcta. Esto se debe a que estas preguntas manejan dos conceptos simultáneamente. La única pregunta que ambas estudiantes no pudieron contestar fue la 16, ya que no lograron comprender porqué el radio atómico se incrementa a medida que se desciende en un grupo, probablemente porque no se abordó con suficiente profundidad el tema.

Finalmente, en las preguntas del nivel 4, en donde las estudiantes tenían que categorizar a ciertos elementos, tuvieron diferentes resultados. En el caso de la pregunta 17, en la deberían predecir a qué grupo pertenecería el elemento 118, la estudiante del caso 1, no la pudo contestar, debido a que las tablas que utilizó no contenían el número atómico, por lo que no logró predecir en dónde estaría colocado ese elemento. En el caso 2, ocurrió lo contrario la estudiante localizó fácilmente en dónde estaría ubicado el elemento 118 y contestó correctamente. Respecto a las preguntas 18 y 20 en donde deberían categorizar a qué grupo pertenecían ciertos elementos “desconocidos” con base al bloque al que pertenecen, su estado de agregación y algunas otras propiedades, primero las estudiantes identificaron los bloques y las texturas que indican los estados de agregación y posteriormente contestaron correctamente. Este resultado sugiere que las texturas para identificar los estados de agregación en la tabla periódica fueron un apoyo importante, al igual que el material con formato accesible y el código Braille.

Tabla 4. Respuestas de las estudiantes con discapacidad visual durante la resolución del cuestionario. C1: caso 1 y C2: caso2.

En cuanto a los comentarios de las estudiantes con DV (Tabla 5), en el estudio de caso 1, la estudiante que ya había manejado de forma recurrente los materiales con formato accesible mostró satisfacción hacia las maquetas de la tabla periódica. Mencionó que con las maquetas logró comprender con mayor facilidad la distribución de los elementos de la tabla periódica en sus diversos grupos y períodos, así como el tamaño en el caso del radio atómico y que las flechas le ayudaron a comprender las tendencias.

En el caso 2, la estudiante también se mostró muy satisfecha con las maquetas de la tabla periódica, pero sus comentarios se inclinaron hacia la inclusión educativa como: “sentí que tenía más oportunidades de aportarles algo a mis compañeros”, “me sentía incluida” y “tuve más oportunidades de aprender y participar y así poder trabajar con mis compañeros”.

Tabla 5. Opiniones de las estudiantes con discapacidad visual.

Conclusiones y perspectivas

La aplicación de la estrategia didáctica a estudiantes con discapacidad visual utilizando materiales en formato accesible fue importante para que las estudiantes lograran los aprendizajes esperados. Sin embargo, las maquetas de las tablas periódicas fueron aún más relevantes tanto para la enseñanza del tema, como para la evaluación de los aprendizajes a través del cuestionario. Ambas estudiantes lograron reconocer conceptos de la tabla periódica como grupo, período, propiedad periódica, electronegatividad, radio atómico, afinidad electrónica y la distribución de los elementos en la tabla periódica. También lograron comprender las tendencias de las leyes periódicas. Así como, analizar las propiedades de algunos elementos en particular.

De acuerdo con la evaluación y sus opiniones, las dos estudiantes adquirieron el mismo aprendizaje cognitivo, aunque la estudiante del caso 1, contestó con mayor rapidez debido a que ella está acostumbrada al manejo de los materiales con formato accesible.

Los comentarios de las estudiantes fueron dirigidos totalmente hacia las maquetas de la tabla periódica, mostrando una completa satisfacción y motivación al trabajar con ellas. En el caso 1, le agradaron los volúmenes, texturas, cambios proporcionales de tamaño y las flechas para indicar las tendencias en las propiedades de la tabla periódica. En el estudio de caso 2, la estudiante se sintió incluida, Por lo que esta estrategia logró la inclusión educativa, durante la aplicación de la estrategia didáctica.

En conclusión, el material en formato accesible y las maquetas de las tablas periódicas con volumen, texturas y en su caso con Braille, permitieron a las estudiantes utilizar su sentido auditivo y su sentido táctil-kinestésico para el aprendizaje de la estructura y propiedades de la tabla periódica.

Agradecimientos

Investigación realizada gracias al Programa DGAPA UNAM-PAPIME PE203222. También se agradece a Elihu Sebastián González Balderas por la elaboración de algunas de las maquetas y a la M. A. Suemi Lima Vargas por la edición de figuras.

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Anexo A

Anexo B

Recepción: 4/05/2022
Aceptación: 23/12/2023

Cómo citar: Flores-Vallejo, A. L., Vargas-Rodríguez, G. I., Obaya-Valdivia, A. E., Favela-Zavala, C. E., Lima-Vargas, A. E. y Vargas-Rodríguez, Y. M. (2023, enero-marzo). Estudios de caso en la enseñanza aprendizaje de la tabla periódica utilizando material con formato accesible y táctil en estudiantes con discapacidad visual. Educación Química, 34 (1). http://dx.doi.org/10.22201/fq.18708404e.2023.1.82574