Evaluaciones Internacionales en Ciencias
(no siempre las comparaciones son odiosas...)

     Presentaremos aquí algunas preguntas tomadas en la TIMSS (Third International Mathematics and Science Study) a alumnos de 13 años de 25 países, en Física, Química y Temas de Medio Ambiente y Naturaleza de la Ciencia. Indicaremos también los porcentajes aproximados de aprobación.

Química

Ejemplo 1 - Cuando un recipiente de vidrio se coloca sobre una vela encendida, la llama se apaga.

¿Por qué ocurre esto? Porque se quema el oxígeno del aire que queda dentro del recipiente y sin oxígeno no puede arder más. (Esta es la respuesta que aparece en la bibliografía citada al final, pero estrictamente no es del todo correcta. En realidad lo que ocurre es que el dióxido de carbono que se va produciendo durante la combustión desplaza al oxígeno que se encuentra cerca de la llama, la que se apaga. Pero en otros lugares del recipiente queda oxígeno, y ahí la llama seguiría ardiendo).

Esta pregunta tiene un alto porcentaje de aciertos a nivel internacional: 87%

Ejemplo 2 - El dióxido de carbono es la sustancia activa en algunos extintores. ¿Cómo apaga el fuego el dióxido de carbono?

El dióxido de carbono no deja que el oxígeno siga en contacto con el fuego.

Una media del 46% responde correctamente esta pregunta.

Ejemplo 3.- ¿Qué se forma si un átomo neutro pierde un electrón?

A) Un gas
B) Un ion (correcta)
C) Un ácido
D) Una molécula

La media internacional es baja (apr. 35%), demostrando que el contenido de esta pregunta puede no formar parte del curriculum de muchos países.

Ejemplo 4.- ¿Cuál de estos NO es un ejemplo de cambio químico?

A) El agua al hervir (correcta)
B) El hierro al oxidarse
C) La madera al arder
D) El pan al ser cocido

Resulta muy complicado a nivel internacional (apr. 28% de aciertos).

Ejemplo 5.- Las palabras tela, hilo y fibra se pueden utilizar en la siguiente frase: la tela consta de hilos que se forman con fibra.

Utiliza las palabras moléculas, átomos y células para completar una frase equivalente.

La respuesta es: las células constan de moléculas que se forman con átomos.

Esta pregunta da resultados muy bajos (apr. 26%).

Física

Ejemplo 1.- El gráfico muestra el recorrido realizado por una hormiga que se mueve en línea recta.

Si la hormiga continúa moviéndose a la misma velocidad, ¿qué distancia habrá recorrido al cabo de 30 segundos?

A) 5 cm
B) 6 cm (correcta)
C) 20 cm
D) 30 cm

Esta pregunta resulta muy sencilla, ya que tiene aproximadamente un 81% de aciertos.

Ejemplo 2.- Los esquemas siguientes representan una pila de linterna y una bombilla conectadas mediante cables a diversas sustancias (en rigor tendría que decir diversos materiales, ya que tanto el aire como la goma de borrar son mezclas de sustancias y la moneda y el clavo están fabricados con aleaciones):

¿Cuál o cuáles de las bombillas se encenderán?

A) Sólo 1 y 2
B) Sólo 2 y 3 (correcta)
C) Sólo 3 y 4
D) Sólo 1, 2 y 3
E) Sólo 2, 3 y 4

Esta pregunta sobre circuitos en los que circula corriente da un porcentaje de aciertos muy alto: 74%.

Ejemplo 3.- Las tripulaciones de dos botes en el mar pueden comunicarse entre sí gritando. ¿Por qué es imposible hacer esto a las tripulaciones de dos naves espaciales separadas en el espacio por una distancia similar?

A) El sonido se refleja más en el espacio
B) La presión es más alta dentro de las naves espaciales
C) Las naves espaciales viajan más rápido que el sonido
D) No hay aire en el espacio a través del cual pueda viajar el sonido (correcta)

Esta pregunta también de resultados altos: 68% de aciertos.

Ejemplo 4.- El dibujo muestra una manzana cayendo al suelo. ¿En cuál de las tres posiciones actúa la fuerza de la gravedad sobre la manzana?

La respuesta es en todas. Hay alrededor del 50% de aciertos. El error más común es creer que la fuerza de la gravedad no actúa sobre un objeto quieto en tierra (opción B); es el preconcepto erróneo de que si no hay movimiento no puede haber fuerzas actuando.

Ejemplo 5.- La máquina A y la máquina B se usan ambas para limpiar un campo. La tabla muestra la superficie limpiada y la gasolina consumida por cada máquina en 1 hora.

 

	Gasolina consumida en 1 hora	Superficie limpiada
MÁQUINA A	3/4 litro	2 hectáreas
MÁQUINA B	1/2 litro	1 hectárea

¿Qué máquina tiene mayor rendimiento a efectos de convertir la energía de la gasolina en trabajo? Explica tu respuesta.

La respuesta es: la máquina A porque para limpiar el doble gasta menos del doble en gasolina.

Los resultados son bajos: 33% de aciertos. Hay que reflexionar sobre el hecho de que esta pregunta no exige ningún conocimiento especial por parte del alumno. Basta leer la información y razonar. ¿Es el lenguaje utilizado un obstáculo? Tampoco se puede ignorar que la proporcionalidad es un concepto que requiere tiempo y práctica.

Ejemplo 6.- Una linterna próxima a una pared produce un círculo de luz menor que cuando está más lejos. ¿Llega más luz cuando la linterna está más lejos de ella? ¿Sí o no?

La respuesta: llega la misma luz, pero más repartida.

Esta pregunta da resultados muy bajos: alrededor de un 20% de los alumnos responde correctamente.

Medio Ambiente y Naturaleza de la Ciencia

Ejemplo 1.- Una taza con agua y otra taza con cantidad similar de gasolina se colocaron sobre una mesa cerca de una ventana en un día caluroso y soleado. Pocas horas después se observó que ambas tazas tenían menos líquido, pero que quedaba menos gasolina que agua. ¿Qué demuestra esta experiencia?

A) Todos los líquidos se evaporan
B) La gasolina se calienta más que el agua
C) Algunos líquidos se evaporan más rápidamente que otros (correcta)
D) Los líquidos sólo se evaporan a la luz del sol
E) El agua se calienta más que la gasolina

Se obtienen porcentajes altos de respuesta correcta: alrededor de 60%. Muchos alumnos dan como correcta la opción B: la gasolina se calienta más que el agua.

Ejemplo 2.- Siempre que un científico mide cuidadosamente algo muchas veces, espera que

A) Todas las medidas sean exactamente iguales
B) Solo dos de las medidas sean exactamente iguales
C) Todas las medidas menos una sean exactamente iguales
D) La mayor parte de las medidas sean parecidas, pero no exactamente iguales (correcta)

Esta pregunta tiene un 50% de aciertos. Un alto porcentaje de alumnos tiene la falsa idea de que el científico espera que todas las medidas sean iguales.

Ejemplo 3.- Una alumna tenía la idea de que las plantas necesitaban minerales del suelo para crecer sanas. Colocó una planta al sol, como se muestra en el dibujo.

Para comprobar su idea necesitaba utilizar otra planta más. ¿Cuál de las siguientes debería emplear?

La respuesta correcta es D. Los aciertos están algo por debajo del 50%.
Este ítem está relacionado con el control de variables y el diseño de experimentos.

Ejemplo 4.- Una de las causas principales de la lluvia ácida es

A) El ácido residual de las industrias químicas es vertido en los ríos
B) El ácido procedente de los laboratorios químicos evaporado en el aire
C) Los gases producidos al quemar carbón y petróleo, que se disuelven en el agua de la atmósfera (correcta)
D) Los gases de los frigoríficos y acondicionadores de aire que escapan a la atmósfera

Los aciertos son 33%. Los errores más comunes son A y B; el alumno se deja despistar por la mención de la palabra ácido.

     Estos resultados nos deberían llevar a la reflexión ¿qué sucedería si formuláramos estas preguntas a nuestros alumnos? Si atendemos a los planes de evaluación que manejan los ministerios últimamente, no sería extraño que pronto tuvieran que hacerlo, y entonces sería conveniente que estén bien preparados en la comprensión de los conceptos involucrados, que no son difíciles de transmitir, pero que con frecuencia se dejan de lado para dar preferencia a los aspectos prácticos de las materias científicas.

     Los países con mejores resultados en esta prueba fueron Singapur, República Checa, Japón y Corea.

Bibliografía: Resultados españoles de Ciencias en el TIMSS. Publicación del Instituto Nacional de Calidad y Evaluación. España. En esa publicación están también los resultados de matemáticas.