Source: https://www.scribd.com/document/101992924/La-ensenanza-de-la-ciencia-desde-una-vision-constructivista
Timestamp: 2018-04-24 03:22:29+00:00

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Desde el surgimiento del Plan Nacional de Desarrollo 1995-2000, que sugiere cambios de metodologías y actualización docente para operar un aprendizaje en los alumnos de manera que éstos sean constructores de su conocimiento, se han visto reformas en planes y programas de estudio de diversas instituciones educativas del país, en enseñanaza básica, media superior e incluso superior. Las sugerencias del Plan hicieron eco en los cambios curriculares de varias instancias educativas, entre ellas, la Escuela Nacional Preparatoria de la UNAM, que no sufría modificación alguna desde 1964. Ante estos cambios es imprescindible ubicar, de manera general, que el sustento teórico y metodológico que permea estos nuevos planes y programas de estudios es de orientación constructivista. En este sentido, las acciones a elaborar por parte de los docentes de ciencias deben cumplir con el cometido de centrar el aprendizaje de su asignatura en el alumno, con la finalidad de que éste logre una construcción propia del conocimiento. Es así que el proceso de diseño e instrumentación curricular no debe visualizarse únicamente como un problema de selección y organización de contenidos sino que debe considerarse la incidencia de una serie de aspectos sociales, psicológicos, epistemológicos y pedagógicos, que pueden afectar la práctica docente al interior del aula. Dentro de los aspectos sociales es posible enumerar aquéllos tendientes a marcar la finalidad de un programa específico en la formación de profesionales y estudiosos de la disciplina; en los aspectos psicológicos y pedagógicos aquéllos que determinan la concepción de aprendizaje y su repercusión en la enseñanza y, por último, en los aspectos epistemológicos es importante establecer la concepción que se tiene de ciencia. Por otro lado, en lo que se refiere al enfoque general, éste debe ser pensado como uno de los primeros aspectos a señalar en la programación de un curriculum. En este sentido, la organización y estructuración de los contenidos curriculares debe señalar una serie de cuestiones que provoquen que se marquen asuntos relativos a las teorías de enseñanza aprendizaje y motivación humana, lo que conduce a plantear diferentes modelos psicopedagógicos en un intento por derivar de ellos estrategias para el diseño instruccional. Función del docente y del alumno desde la perspectiva formativa de los propósitos y prioridades de enseñanza-aprendizaje en el constructivismo Como se ha observado, la apertura del curriculum consiste básicamente en la opción que tiene el docente para atender y dar cabida y evolución al interés y necesidad del alumno en el proceso que sigue, para acercar el contenido, trabajar las prioridades y consolidar los propósitos. La actividad docente parte de tener en cuenta las características que a su vez manifiestan y observan los alumnos. Generalmente el profesor hacía y/o partía de supuestos en las capacidades y habilidades de sus alumnos que le permitían tener una base de aprendizaje sobre el cual instrumentar su enseñanza.
Actualmente, el papel del profesor debe con-templar que el alumno es un ser que requiere de gran apoyo considerando la etapa por la que transita, en el que se observan cambios de modo global, físico, afectivo y cognoscitivo en su persona. El profesor debe permanecer atento a las distintas variaciones de interés y necesidades del alumno para adecuar sus propuestas hacia esas direcciones de tal modo que pueda recuperarlos como elementos de aprendizaje para el propio alumno y como punto de partida para su planeación. Así mismo, se debe de valorar la función de los contenidos en relación a sus finalidades en el aprendizaje del alumno y la forma en que el maestro ha de interpretarlos como medios de planeación didáctica. El papel del contenido entonces hallará relevancia, ya que es reinterpretado y resignificado didácticamente. En este sentido, se debe prever que las ideas que presente el profesor —con relación a la ciencia y el aprendizaje— deben ubicar una corriente constructivista. El maestro tiene que estar en condiciones permanentes de adaptar y aceptar las limitantes y los términos en que está trabajando, cuya finalidad estriba en elaborar una comprensión apropiada a las metas que fije como pertinentes dentro del contexto general y que se enmarquen en los objetivos específicos de sus programas. (Chamizo: 1994) Estos nuevos planes de estudio consideran al alumno y al aprendizaje como los puntos centrales de la enseñanza, pues se consideran tanto las diferentes capacidades que tiene aquél, así como el resultado que se persigue en su formación global e integral. El significado del aprendizaje es más amplio que el reducido a un conjunto de información que hay que memorizar y repetir como resultado. Aprender debe formar parte de la vida cotidiana y la escuela ha de incorporar las nociones con las que el alumno cuenta, de tal forma que se le encauce hacia un análisis y reflexión de los conocimientos. Enfoques e ideas del aprendizaje: Fundamentos psicopedagógicos La interpretación acerca del aprendizaje tiene la intención de señalar la importancia que reviste caracterizar las posiciones y cambios en los mecanismos que permiten ubicar cómo es que el alumno aprende. Generalmente, se tiene la creencia que los contenidos científicos a enseñar pueden aprenderse sin considerar los procesos mediante los cuales se estructuran y adquieren significado en los estudiantes; situación muy común desde la lógica empirista que ha caracterizado la enseñanza de las ciencias hasta hace unas décadas. Es importante mencionar que si no se contempla cómo es que el alumno aprende, difícilmente se podrá cumplir con los objetivos de una propuesta curricular; al acotar lo anterior, no se deja de lado que en el proceso enseñanza- aprendizaje pueden incidir numerosos factores, sin embargo, el interés del presente ensayo está enfocado en la concepción de aprendizaje que tienen los profesores. Se debe considerar que la función del docente es la de facilitar y orientar, entre otros factores, la adquisición de herramientas para el aprendizaje del estudiante; así visto, el proceso de enseñanza no es una labor sencilla. La idea enseñanza-aprendizaje enfocada en los principios constructivistas
La concepción y aplicación de los principios educativos derivados del constructivismo está poniendo de relieve una amplia gama de interpretaciones sobre el origen, la construcción y los procesos de cambio del conocimiento cotidiano y escolar. Es necesario realizar un debate para explicitar y negociar las distintas formas de plantear una concepción constructivista de la enseñanza y el aprendizaje escolar. Esta concepción se sustenta en la idea de que la finalidad de la educación que se imparte en los centros educativos es promover los procesos de crecimiento personal del alumno en el marco de la cultura del grupo al que pertenece. Los aprendizajes se producirán sólo si se suministra una ayuda específica a través de la participación del alumno en actividades intencio-nales, planificadas y sistemáticas que logren propiciar una actividad mental constructivista (Coll: 1996). Así, se contempla el papel que juega el docente en este proceso. Bajo el contexto constructivista, se rechaza que se piense que el alumno es mero receptor o reproductor de los saberes culturales, y tampoco se acepta la idea de que su desarrollo es una simple acumulación de aprendizajes específicos con cierta asociación. La finalidad de la intervención pedagógica es desarrollar en el alumno la capacidad de realizar aprendizajes significativos por sí solo en una amplia gama de situaciones y circunstancias; como señala Coll (1988:133): ‘aprender a aprender’. Siguiendo la concepción constructivista de Coll (1990:441-442), éste organiza tres ideas fundamentales: 1. El alumno es responsable de su propio proceso de aprendizaje. Es quien construye, o reconstruye, los saberes. 2. La actividad mental constructivista del alumno se aplica a contenidos que poseen ya un grado considerable de elaboración. No es necesario que el alumno, en todo momento, descubra o invente el conocimiento escolar. El alumno reconstruye un conocimiento preexistente en la sociedad, pero lo construye en un plano personal desde que se acerca progresivamente a lo que significan y representan los contenidos curriculares como saberes culturales. 3. La función del docente es engarzar los procesos de construcción del alumno con el saber colectivo culturalmente organizado. Esto es que la función del profesor no se limita a crear condiciones óptimas para que el alumno desarrolle una actividad mental constructiva, lo que debe hacer es orientar guiar explícitamente la actividad. El proceso enseñanza-aprendizaje debe tener una orientación constructivista a través de prácticas cotidianas, relevantes y significativas de la cultura. Aunque no pueden situarse metodologías rígidas para lograr aprendizajes significativos, deben preverse estrategias específicas para conseguirlo. En este sentido, el docente tiene la tarea de construir reflexivamente el espacio pedagógico propicio para ello. Algunos principios de aprendizaje que se asocian a la concepción constructivista del aprendizaje y la enseñanza serían los siguientes (Coll, C:1990): • El aprendizaje implica un proceso constructivo interno, por lo que se considera subjetivo y personal. • El aprendizaje se facilita gracias a la mediación con los otros, lo que conlleva a decir que el aprendizaje es social y cooperativo.
• El grado de aprendizaje depende del nivel de desarrollo cognitivo, emocional y social, amén de la naturaleza y estructuras de conocimiento. • El inicio del aprendizaje son los conocimientos y experiencias previos que tenga el sujeto. • El aprendizaje se facilita mediante apoyos que logren conducir a la construcción de puentes cognitivos entre lo nuevo y lo ya conocido. El docente como mediador del conocimiento, desde la perspectiva constructivista Como ya fue descrito en el punto anterior, desde la perspectiva constructivista se puede decir que el alumno no construye el conocimiento en solitario, sino gracias a la mediación de otros y en un momento y contexto particular. De acuerdo con esta aseveración, el docente que implementa un programa es el mediador entre los objetivos y contenidos de dicho programa, y el alumno. De aquí la importancia de reconocer las concepciones de ciencia y de aprendizaje que confluyen en el pensamiento del profesor y cómo transmitirá tal pensamiento. Para enfatizar lo anterior, como afirman Gimeno, Rodríguez y Marrero (en Díaz Barriga, Frida: 1998:70): El profesor es el mediador entre el alumno y la cultura a través de su propio nivel cultural, por la significación que asigna al curriculum en general y al conocimiento que transmite en particular, y por las actitudes que tiene hacia el conocimiento o hacia una parcela especializada del mismo… Entender cómo los profesores median en el conocimiento que los alumnos aprenden en las instituciones escolares, es un factor necesario para que se comprenda mejor por qué los estudiantes difieren en lo que aprenden, las actitudes hacia lo aprendido y hasta la misma distribución social de lo que se aprende. De esta cita se puede deducir que lo que piensa el profesor sobre la ciencia que enseña y cómo concibe el aprendizaje tienen una influencia en sus acciones dentro del aula. Éstas últimas pueden estar en correspondencia con sus ideas o bien entrar en confrontación con las mismas. Esta situación permite darse cuenta de la gran importancia que tiene conocer las concepciones de los docentes antes de implementar nuevas propuestas curriculares.
Bibliografía Díaz Barriga, Arceo Frida. El aprendizaje de la Historia en el Bachillerato: Procesos y construcción del conocimiento en profesores yestudiantes del cch/unam. Tesis Doctoral en Pedagogía, unam, 1998. Díaz Barriga, Ángel. "Docentes, planes y programas de estudio en institución educativa". En Perfiles educativos. México, unam cise,1992.No. 57-58. pp3-9. 3. Chamizo, J. A. " Hacia una revolución en la educación científica". En Ciencia, Academia de la Investigación Científica, 1994, Vol.45 (1) pp.67-78 4. Gimeno, J. Y Pérez, A.I. Comprender y transformar la enseñanza. Madrid:Morata. 1992. 5. Hernán, E.D. "¿El constructivismo esta de moda?".En Educación y Cultura. Colombia, 1992, No. 42, pp.63-70.
La estructuración del proceso de enseñanza y la investigación sobre el aprendizaje en el ser humano La enseñanza y el aprendizaje se han convertido en áreas de gran interés para los investigadores de la educación y la pedagogía en los últimos años. Una gran cantidad de investigadores, pedagogos y docentes se han puesto en la tarea de estudiar e investigar en estas áreas, las cuales tienen influencia en la educación de los estudiantes. Como resultado de estos estudios se cuenta con una gran cantidad de información al respecto, información que incluye estrategias de enseñanza, mayor comprensión sobre la manera más adecuada de enseñar para lograr un óptimo aprendizaje en los estudiantes, nuevas teorías formuladas a partir de las investigaciones realizadas en estas áreas, y otros tantos aspectos. Este trabajo se enfoca en la enseñanza de las ciencias y la manera como aprende el ser humano. Además, se hace un breve comentario sobre las ciencias cognitivas, un nuevo campo de investigación sobre el aprendizaje y la capacidad intelectual. La estructuración del proceso de enseñanza Modelos pedagógicos Los modelos pedagógicos representan formas particulares de interrelación entre los parámetros pedagógicos. Por modelo pedagógico se entiende el concepto con el que se expresan, como una totalidad, las cualidades de una actividad académica, su naturaleza histórica. Le dan a la actividad académica el orden o secuencia de los eventos pedagógicos desarrollados por estudiantes y docentes como actores institucionales. Podemos decir que los modelos pedagógicos son el resultado de la investigación en el área de la enseñanza. Se han planteado diversos modelos pedagógicos que tienen como finalidad acercar al estudiante a las ciencias para lograr una mejor comprensión de sus principios y teorías. El modelo pedagógico contribuye a que exista un orden en el proceso de enseñanza de las ciencias, para lograr resultados más efectivos en los estudiantes. Los modelos pedagógicos que vamos a tratar son: aprendizaje por descubrimiento, aprendizaje por recepción significativa, constructivismo, cambio conceptual, aprendizaje por resolución de problemas. Aprendizaje por descubrimiento Las características propias del aprendizaje por descubrimiento son:
La actividad mental se basa en la experiencia acumulada por la persona, por lo que frente a un hecho o fenómeno se consideran argumentos de orden empírico. Se caracteriza por ser un método de eficiencia muy baja en lo que se refiere a la cantidad de tiempo destinado para realizar una actividad de aprendizaje.
La estructura mental de un estudiante difícilmente reúne los elementos conceptuales y actitudinales que le permitan descubrir o redescubrir un principio o ley en forma autónoma, por lo tanto se requiere orientación metodológica del estudiante para alcanzar la meta de aprendizaje propuesta.
De acuerdo con este enfoque, la actividad en clase debería basarse en el planteamiento, análisis y resolución de situaciones abiertas en las que el aprendiz pueda construir los principios y leyes científicas. Este sería el método ideal para fomentar la adquisición de destrezas de pensamiento formal que, a su vez, permitirían al alumno resolver casi cualquier tipo de problema en prácticamente cualquier área del conocimiento. Además, encontrando sus propias soluciones a los problemas, los estudiantes serían capaces de aprender las cosas haciéndolas y ello haría más probable que las recordaran. Por otra parte, se considera que la implicación activa en el aprendizaje y el contacto directo con la realidad redundarían en una mayor motivación. El enfoque del aprendizaje por descubrimiento tiene algunos aspectos positivos aprovechables en la enseñanza de las ciencias experimentales. Por una parte, se presta atención al papel de los alumnos como responsables de su propio aprendizaje. Se tiene en cuenta, además, un aspecto del trabajo científico que a menudo había sido olvidado en la enseñanza tradicional de las ciencias: el aprender a descubrir. Esta actividad continúa siendo una de las más graves carencias de la formación en ciencias. Hay que tener en cuenta que, como lo ilustra la Historia de la Ciencia, una buena cantidad de descubrimientos se deben a observaciones accidentales de fenómenos inesperados o a las consecuencias afortunadas de errores de procedimiento. Aprender a detectar situaciones anormales debería ser uno de los logros más relevantes. Para que una observación pueda considerarse anormal es preciso conocer previamente cuáles no lo son, de ahí la importancia de los conocimientos específicos. Aprendizaje por recepción significativa Se caracteriza por lo siguiente:
La asimilación de un conocimiento ya elaborado se apoya en tesis inductivistas. Los conceptos son externos al estudiante y él debe captarlos. La actividad mental que se requiere para una verdadera asimilación de conceptos implica relacionar y diferenciar en forma integrada los conceptos previos. El establecimiento de relaciones entre los conocimientos previos y el nuevo material de aprendizaje presentado es un factor que conduce al logro de aprendizajes significativos.
Quienes aprenden construyen significados. No reproducen simplemente lo que leen o lo que se les enseña. En el constructivismo se confrontan las ideas y preconceptos afines al tema de enseñanza, con el nuevo concepto científico que se enseña. Comprender algo supone establecer diferentes tipos de relaciones entre los conceptos y teorías estudiadas. Los fragmentos de información aislada son olvidados con facilidad. Todo aprendizaje depende de conocimientos previos. Se apoya en la estructura conceptual de cada estudiante, parte de las ideas y preconceptos que el estudiante trae sobre el tema de clase. Prevé el cambio conceptual que se espera de la construcción activa del nuevo concepto y su repercusión en la estructura mental. Aplica el nuevo concepto a situaciones concretas y lo relaciona con otros conceptos afines con el propósito de ampliar su transferencia.
En la enseñanza constructivista se considera que el aprendizaje humano es una construcción interior, aún si el profesor acude a una exposición magistral, pues sólo será significativa si sus conceptos encajan en los conceptos previos de los estudiantes. La idea de enseñanza transmisionista de un sujeto activo (profesor) a otro pasivo (estudiante) no se puede concebir ni siquiera en la educación tradicional, puesto que se ha comprobado que la cabeza del estudiante nunca está vacía. El procesamiento interior de los diferentes mensajes que le llegan al estudiante es inevitable, por este motivo la enseñanza constructivista busca potenciar al máximo ese procesamiento interior del estudiante. Cambio conceptual El cambio conceptual consiste, en esencia, en modificar las ideas previas de los estudiantes y sustituirlas por las ideas y conceptos aceptados por la comunidad científica. Se trata, fundamentalmente, de que los estudiantes aprendan la ciencia "correcta". Por ello, se insiste en la necesidad de ofrecer oportunidades para que los estudiantes expresen sus ideas alternativas. Las ideas espontáneas (previas) se caracterizan, en primer lugar, por ser casi siempre científicamente incorrectas. Los investigadores de las ideas previas han identificado algunas fuentes. Parece que muchas ideas alternativas tienen su origen en la experiencia cotidiana. El lenguaje común, con su característica falta de precisión, estaría en el origen de algunas ideas espontáneas que son reforzadas por aprendizajes inadecuados en el medio social o por los medios de comunicación. Los estudiantes desarrollan ideas sobre su mundo, construyen significados para las palabras que se usan en ciencia y despliegan estrategias para conseguir explicaciones sobre cómo y por qué las cosas se comportan como lo hacen. Aprendizaje por resolución de problemas La resolución de problemas es una estrategia de enseñanza que implica el desarrollo de una serie de habilidades tanto en los profesores como en los estudiantes. Los
profesores deben ponerse en la tarea de buscar situaciones problema que llamen la atención de los estudiantes, entre tanto, los estudiantes pueden obtener muchos beneficios al resolver problemas en clase de ciencias. Al mejorar las habilidades para resolver problemas en los estudiantes, mejorará el proceso de enseñanza de las ciencias. Además, la enseñanza debe involucrar otros elementos diferentes a la aprehensión de conocimientos científicos, como el desarrollo de aptitudes, capacidades, autonomía y responsabilidad que formen en el individuo la habilidad de resolver problemas por sí mismo, y que todos estos elementos puedan ser desarrollados a través de la resolución de problemas. La enseñanza de las ciencias debe estar orientada hacia la formación de actitudes e intereses en los estudiantes, para hacer que ellos se interesen por la ciencia, pero, a su vez, las actitudes positivas de los estudiantes hacia las ciencias son un aspecto fundamental para que aprendan los conocimientos científicos, si no existe una buena disposición para el aprendizaje, esto se convierte en una causa del fracaso de los estudiantes en esta área del conocimiento. La investigación sobre el aprendizaje en el ser humano Actualmente se está llevando a cabo una gran producción de trabajos científicos sobre la mente y el cerebro, sobre los procesos del pensamiento y el aprendizaje, y los procesos neuronales que ocurren durante estos procesos. Todos los estudios e investigaciones que se han realizado sobre la mente durante los últimos años tienen importantes implicaciones para la educación. El aumento de las investigaciones y las nuevas publicaciones científicas han despejado el camino que conduce de la investigación básica a la práctica educativa. Hasta hace treinta años, los profesores no le prestaban mucha atención al trabajo de los científicos cognitivos, y las investigaciones en este campo se realizaban lejos de las aulas. Hoy, los investigadores cognitivos trabajan más tiempo con los profesores y someten sus teorías a prueba en las aulas. La investigación en el aprendizaje sugiere que hay nuevas formas de iniciar a los estudiantes en materias como matemáticas, ciencias, historia y literatura; y estas formas posibilitan que la mayoría de los estudiantes desarrolle una profunda comprensión de estas materias de estudio. A finales de 1950, se hizo muy evidente la complejidad de la comprensión en los seres humanos, y surgió un nuevo campo de estudio llamado la ciencia cognitiva. Desde sus comienzos, la ciencia cognitiva abordó el estudio del aprendizaje con la ayuda de otras disciplinas como la antropología, la lingüística, la filosofía, la psicología del desarrollo, la ciencia de la computación y la neurociencia. Las nuevas metodologías, herramientas experimentales y formas de postular teorías hicieron posible que los científicos comenzaran el estudio serio del funcionamiento de la mente. Uno de los aspectos más importantes de la naciente ciencia del aprendizaje es el énfasis que hace en el aprendizaje con comprensión. La nueva ciencia del aprendizaje explica que las habilidades de los expertos para recordar hechos y
conceptos dependen en gran medida de la cantidad de conocimientos que posean sobre la materia de estudio, pero que es aún más importante tener conectados y organizados esos conocimientos en torno a conceptos importantes. En otras palabras, se pretende que el conocimiento que se posee sea conocimiento utilizable y aplicable en otros contextos. Los estudiantes llegan al aula de clase con una serie de saberes, destrezas, creencias y conceptos previos que influyen considerablemente en lo que perciben de su entorno, y en la forma como organizan e interpretan el conocimiento nuevo adquirido. En un sentido más general, la visión actual del aprendizaje es que la gente construye conocimiento nuevo tomando como base lo que ya sabe y cree. Teniendo en cuenta la concepción de que el conocimiento nuevo debe construirse a partir del conocimiento preexistente, los profesores deberían prestar más atención a las falsas creencias y a las versiones ingenuas de conceptos con que los estudiantes llegan a abordar un tema de estudio. Los profesores deben partir de aquellas ideas, de tal manera que ayuden a cada estudiante a lograr una comprensión más madura, comprensión que el profesor pretende que los estudiantes alcancen. Hay mucha evidencia de que el aprendizaje se incrementa cuando los profesores prestan atención a los saberes y creencias con que los aprendices llegan al aula de clase; usan estos conocimientos como punto de partida para la instrucción nueva, y hacen un seguimiento constante de las concepciones cambiantes de los estudiantes a medida que avanzan en la instrucción. En la medida en que los científicos continúen estudiando el aprendizaje, seguirán apareciendo nuevos procedimientos y metodologías de investigación que probablemente modifiquen las concepciones teóricas que se tienen actualmente sobre el aprendizaje. El trabajo científico abarca una gran cantidad de temas de la cognición y la neurociencia en el aprendizaje, la memoria, el lenguaje y el desarrollo cognitivo. Las ciencias cognitivas El término ciencias cognitivas se refiere a un conjunto de ciencias que incluye la computación, la psicología, la lingüística, la neuropsicología, y algunas otras. Las ciencias cognitivas fueron creadas por investigadores que utilizan una variedad de métodos para estudiar un conjunto diverso de problemas, mediante actividades teóricas, conceptuales y prácticas de investigación. La ciencia cognitiva estudia el contenido de la información con la que se pretende razonar, entender, conocer y aprender, haciendo énfasis en las representaciones mentales de conocimientos específicos y los procesos cognitivos que operan sobre tales representaciones mentales. Los estudiantes llegan a clase con esquemas mentales desarrollados espontáneamente por medio del contacto con los fenómenos de la vida diaria. Estos esquemas mentales son muy distintos de los que poseen los expertos, puesto que contienen concepciones ingenuas, intuitivas, erróneas (que son
llamadas concepciones espontáneas, ingenuas o previas). Varios estudios han demostrado que estas "concepciones previas" con las que llegan los estudiantes a clase interfieren en el aprendizaje de nuevos conceptos científicos, debido principalmente a que las preconcepciones se encuentran muy aferradas a la estructura conceptual de los estudiantes. Como la memoria se encuentra íntimamente asociada al aprendizaje, consideremos dos tipos de memoria. Por una parte, existe la memoria a corto plazo con capacidad limitada a 6 o 7 fragmentos de información (el "número mágico 7 ± 2" de Miller **). La resolución de problemas y las operaciones de cálculo generalmente se ejecutan con la memoria a corto plazo. A esta función se le denomina "memoria operatoria". Por otra parte, se encuentra la memoria a largo plazo (llamada base de datos), donde se almacena todo lo que se sabe acerca del mundo. Este tipo de memoria tiene como características su capacidad aparentemente ilimitada y la dificultad para recuperar la información almacenada. Pero a su vez es destacable su alto grado de organización, ya que casi todo lo que se sabe acerca de algo está relacionado de algún modo con cada una de las cosas que se conocen. ** El "número mágico 7 ± 2" de Miller Se refiere a la capacidad de la memoria a corto plazo. Esta memoria tiene una capacidad limitada a 7 fragmentos de información (más o menos 2, según las ocasiones) y una duración que oscila entre veinte y treinta segundos. Esto quiere decir que podemos atender simultáneamente a siete elementos totalmente nuevos y que podemos retenerlos en la memoria durante el tiempo mencionado. Pero, si no se utiliza ninguna estrategia para recordar la información, no nos acordaremos de nada al cabo de cierto tiempo. BIBLIOGRAFÍA García, José J. (2003). Didáctica de las ciencias: resolución de problemas y desarrollo de la creatividad. Bogotá, Colombia: Cooperativa Editorial Magisterio. Flórez O., Rafael. (1994). Hacia una pedagogía del conocimiento. Bogotá, Colombia: McGraw – Hill. González, Fredy E. Monografía: Las ciencias cognitivas como contexto para interpretar las nuevas concepciones acerca del aprendizaje. Capítulo 1: El aprendizaje: de especulación a ciencia. En, Cómo aprende la gente: cerebro, mente, experiencia y escuela. Publicado por la Editorial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos. 2002. http://www2.uah.es/jmc/webens/INDEX.html Trabajo realizado por: Ricardo López Acero
La enseñanza de las ciencias hoy
Sección de María Dibarboure en el libro "Qué enseñar y Cómo enseñar" (Aula, Montevideo, 2003)
Enfrentamos la pregunta "¿cómo ha incidido el constructivismo en la enseñanza de las ciencias a nivel escolar en estos años?". Plantearemos algunas ideas a modo de borrador, abiertos al debate de estas ideas. La pregunta nos obligará a establecer en forma muy sintética aquellos aspectos básicos referidos al constructivismo como marco teórico del cual se extrae una concepción de aprendizaje que ha influenciado a la enseñanza en general. En particular analizaremos lo que ha ocurrido con la enseñanza de las ciencias en nuestro medio a la luz de dicha concepción.
Sobre el constructivismo...
Mucho se ha hablado sobre constructivismo, y no siempre para significar lo mismo. Ha sido el sustento de la mayoría de las reformas educativas de la región y en su nombre se han planteado propuestas curriculares que entran en contradicción con sus postulados básicos. Lo que no podemos negar es que la bibliografía sobre el tema nos invadió. Nos mostró distintos enfoques según los autores con un fuerte contenido en investigación, y no en una sola área del conocimiento. Esto produjo una verdadera movida entre los docentes que se plantean la educación como un espacio de investigación, de aprendizaje y discusión permanente. En el sentido más amplio hablar de constructivismo es hablar de concepciones que tienen que ver con la adquisición del conocimiento, es estar diciendo que el conocimiento no se copia, no se adquiere por repetición, sino que supone reelaboración y construcción. El constructivismo filosófico, el psicológico y el educacional miran esa construcción desde perspectivas diferentes, con objetivos que no son los mismos y con modelos de investigación que también difieren. Para el análisis que pretendemos hacer en relación a la enseñanza de las ciencias, nos bastará establecer lo siguiente: El aprendizaje supone un proceso de construcción. Esa construcción no se da en un solo paso, requiere de sucesivas aproximaciones. En esa construcción es necesario tener presente características que se refieren al sujeto que aprende:
- las ideas o esquemas que el sujeto ya tiene, - la movilización cognitiva necesaria par acceder al conocimiento. Es posible el avance en la construcción del saber si hay análisis de esas ideas y se provoca en ellas algún conflicto que dé lugar al cambio. De alguna manera están establecidas aquí las nociones básicas que tienen incidencia directa en nuestra tarea docente. Cuando se dice que el conocimiento supone construcción, se nos está diciendo que no es una copia de la realidad, sino algo elaborado por el individuo que dispone de herramientas para ello. Esa elaboración supone un proceso, no se da en una única instancia sino que requiere de varios y distintos acercamientos a los efectos de ir avanzando en el pasaje de saber cotidiano a saber científico. Esto quiere decir que los saberes tienen carácter provisorio porque están siempre en construcción. El sujeto que aprende dispone de herramientas para esa elaboración: sus ideas previas. Estas estructuras con las que cuenta el sujeto son el producto de su interacción con el mundo, y de cómo logró procesar otros saberes. También son producto de un procesamiento interior. Esas ideas están muy contaminadas con saberes populares (no científicos) y cargadas de sentido común . Le permiten al individuo una explicación del mundo funcional. Son implícitas y no conscientes. Suelen ser en general un obstáculo para acceder a saberes científicos . Pero aunque parezca contradictorio, son una barrera necesaria porque no hay aprendizaje sin el cuestionamiento de las mismas. El sujeto no solo cuenta con esas ideas previas, cuenta con el interés o no de aprender. Es necesario estar motivado para lograr aprendizajes, cognitivamente movilizado y esto hace referencia a cuestiones afectivas. Para que el conocimiento pueda ser aprendido tiene que darse una acción en la que tenga sentido construir significados. Usando la expresión de Pozo (Pozo,1996) "en el aprendizaje, como en las novelas negras, hay que buscar siempre un móvil". Aprender suele ser algo costoso, el aprendiz debe poner mucho de sí, por tanto deben existir razones de peso para vencer el no aprender. Aprender o generar ideas nuevas supone pasar por un momento de crisis, de perturbación, de conflicto, de dificultad cognitiva. Se trata del momento en que el sujeto toma conciencia de que sus ideas no funcionan, o que no responden a la realidad propuesta. Por eso decíamos que eran importantes esos esquemas anteriores que el sujeto tiene, porque sin ellos el conflicto no es posible de ser generado. El producto de esa situación conflictiva puede ser un cambio en las
ideas. Pero ese cambio no puede verse como un fin en sí mismo, sino como un medio para lograr la comprensión.
La enseñanza de las ciencias en los últimos tiempos
El constructivismo, con sus distintas versiones, enfoques e interpretaciones, ha ejercido su influencia en la enseñanza de la ciencias. Quizás porque en principio generó muchas interrogantes. De una propuesta puramente transmisiva y con gran peso en el cúmulo de información, se pasó a una propuesta de enseñanza por descubrimiento. Al niño se lo ubicaba en situación de reproducir lo que se entendía era el quehacer de la ciencia. La enseñanza consistía en la aplicación de un supuesto método científico, pautado y rígido, como secuencia de pasos inamovibles e independientes del objeto de estudio. Esto es, independiente también de cuál fuera la disciplina en cuestión. Cuando se producen las reformas educativas en la región, y fundamentalmente, llegan los materiales desde España, comienza la revisión sobre ese enfoque positivista de enseñar ciencias. Esa revisión continúa. Si se nos preguntara por los avances y si hubo cambios en la enseñanza, diríamos que los mayores logros han sido en el plano del discurso. Los docentes comprenden por qué hay incoherencia entre la concepción de ciencia que se tiene y su enseñanza. También comprenden por qué hay incoherencia entre la concepción de aprendizaje de la que habábamos anteriormente y la forma en que se enseña ciencias. Parece estar claro dónde están las dificultades, pero no así los caminos para resolverlas. Las investigaciones en psicología del aprendizaje han volcado insumos para debates didácticos y permiten cuestionar actos de enseñanza que se contraponen con las características del aprendizaje escolar. Creemos que uno de los conflictos a superar en la enseñanza de la ciencias hoy es la incoherencia entre lo que pensamos y creemos y lo que hemos podido hacer. Los docentes tienen una concepción de ciencia acorde con el hoy y sin embargo no es ésa la concepción que se traduce en la mayoría de las aulas. Algo similar ocurre con la concepción de aprendizaje; basta considerar las instancias de evaluación o la forma de secuenciar contenidos para ver que también allí el marco teórico que explicitamos no coincide con el hacer. Ambas concepciones condicionan la enseñanza y uno de las metas a alcanzar es la coherencia entre la teoría y la práctica.
Coherencia epistemológica, ¿por qué? El aprendizaje de la ciencia le da al niño la posibilidad de crecer en su manera de pensar y facilita desarrollos intelectuales que están vinculados directamente con la naturaleza del conocimiento científico. Las ciencias se piensan de una manera particular, exigen abstracción, desafían al intelecto a ir más allá de lo que muestran las evidencias y el mundo perceptivo. El tipo de pensamiento que tiene el investigador en ciencias está directamente vinculado con las exigencias del conocimiento que está procesando así como con los procedimientos que pone en juego para alcanzar un saber original. Lo que ha sucedido a nivel escolar es que se interpone en los docentes una concepción muy arraigada que proviene de una lectura recortada de Piaget: pensar que el niño no puede acceder al conocimiento científico porque su nivel de desarrollo no se lo permite. Investigaciones posteriores a Piaget probaron que el pensamiento formal no se adquiere tan fácilmente, ni se desarrolla en forma uniforme en sus diferentes modalidades; que no tiene el carácter universal que Piaget le había asignado, y que si bien hay un requisito en ciertas estructuras lógicas, las mismas tienen conexiones con el contenido, variable ésta que debe ser considerada. (Carretero- León , 1996) (J. I. Pozo- M. A. Gómez Crespo, 1998). La exigencia de una cierta capacidad intelectual para abordar determinados contenidos es válida si lo que se pretende es la construcción del saber más acabado sobre cierto dominio disciplinar. Sería una exigencia real para el que pretende ser experto, o para quien aspira a logros concretos en otra etapa de los aprendizajes. Tiene sentido la enseñanza de la ciencia a nivel primario si los objetivos que se definen para tal nivel admiten que el desarrollo cognitivo se produce "en forma progresiva y se consolida al calor de la comprensión de los contenidos específicos" (Carretero, 1996). Investigaciones recientes muestran que las capacidades lógicas pueden adquirirse mucho antes de lo establecido por Piaget, pero que se aplican sólo si hay suficiente conocimiento de base. Esto es evidenciable en la práctica cuando se diagnostica a los alumnos que ingresan a la enseñanza media. Aquellos niños que han ingresado en el área científica con situaciones que involucran un rico trabajo desde lo cognitivo (por ejemplo, considerando situaciones cotidianas que encierran una contradicción entre lo intuitivo y lo científico, o que se viven como conflictos a resolver y comprender) logran el avance a lo formal mucho más rápido y con más eficacia. La práctica nos hace pensar en la concepción vigotskiana de desarrollo y su influencia sobre el aprendizaje en tanto son los aprendizajes y en este caso aquellos con naturaleza específica, los que estarían favoreciendo el desarrollo. Fumagalli (1993) nos dice:"Cada vez que escucho que los niños pequeños no pueden aprender ciencias, entiendo que tal afirmación comporta no solo la
incomprensión de las características psicológicas del pensamiento infantil sino también la desvalorización del niño como sujeto social." El niño puede aprender la ciencia escolar, cuando ésta surge de una transposición didáctica que tiene debidamente cuantificada la densidad conceptual a trabajar, y que prioriza el pensamiento: "… el tipo de pensamiento y de aprendizaje que requiere la ciencia tiene un valor potencial para todo el mundo en su vida cotidiana, independientemente de que se enfrente formalmente o no a un problema científico." (Claxon, 1991). En síntesis, estamos de acuerdo con la enseñanza de las ciencias en coherencia con el hecho de que en ciencias hay que pensar. El avance en la manera de pensar de los niños debería ubicarse como objetivo clave de nuestra enseñanza ¿Qué ciencia enseñar entonces? En principio una ciencia que se construye, que cambia, de saberes provisorios. Que se define hoy por la incertidumbre y la probabilidad, y que básicamente requiere de modelos para comprender la realidad.
Karl Popper dice: "La base empírica de la ciencia no tiene, por consiguiente, nada de«absoluto». La ciencia no descansa en una sólida roca. La estructura audaz de sus teorías se levanta, como si dijéramos, encima de un pantano. Es como un edificio construido sobre pilotes. Los pilotes son hincados desde arriba en el pantano, pero no en una base «dada» o natural; y si no hincamos los pilotes más profundamente no es porque hayamos alcanzado suelo firme. Simplemente paramos cuando nos satisface la firmeza de los pilotes, que es suficiente para soportar la estructura, al menos por el momento."
Otro aspecto afecta la coherencia entre la concepción de ciencia y su enseñanza. En general la enseñanza del área ha quedado marcada por sus aspectos metodológicos. Quienes hoy enseñan ciencia han sido formados bajo el perfil netamente positivista lo que hace que existan obstáculos a sortear. La metodología científica está lejos de ser aquel método rígido y con pasos definidos con que la aprendimos. Todo lo contrario: es flexible y depende del objeto de investigación. Lo que a los efectos de enseñar deberíamos tener en cuenta, para mantener la coherencia, es que el trabajo comienza con un problema partir del cual se plantean hipótesis, esas hipótesis se confrontan y se falsean. En ese falsear no se busca comprobar sino descartar, de manera que la hipótesis que se mantiene como válida es aquella que no ha sido demostrada falsa lo que no quiere decir que sea cierta. Tiene sí, como marco explicativo más probabilidad de serlo. "...La ciencia es el conjunto de hipótesis potencialmente falseables, refutables...
Debemos buscar coherencia metodológica entre el contexto escolar y el científico. Porque justamente es allí, en los procesos que se ponen en juego en la interpretación de evidencias, en el dar significado a datos, en el relacionar, comparar, experimentar, que se estimula el pensamiento. Finamente nos proponemos una ciencia que le enseñe al niño a preguntar. En general, somos nosotros los docentes quienes preguntamos y planteamos interrogantes. Sería interesante reflexionar sobre este aspecto y estimular a que los niños formulen interrogantes cuya naturaleza muestre el grado de comprensión del problema. En palabras de María Curie:"Soy de los que piensan que la ciencia tiene una gran belleza.
Un sabio en su laboratorio no es solamente un teórico. Es también un niño colocado ante los fenómenos naturales que le impresionan como un cuento de hadas. No debemos dejar creer que todo progreso científico se reduce a mecanismos, máquinas y engranajes, que de todas maneras, tienen su belleza propia...Tampoco creo que peligre en nuestro mundo la desaparición del espíritu de aventura. Si veo alrededor mío algo de vital es precisamente este espíritu de aventura que parece indesarraigable y que, claro está, se halla emparentado con la curiosidad. . ."
Coherentes con una concepción de aprender El proceder de la ciencia en busca de un conocimiento original tiene muchas coincidencias con el proceso que hace el niño al aprender. La ciencia es el producto de una construcción, al igual que lo que ocurre con el aprendizaje. Requiere de revisiones permanentes para avanzar y son los conflictos, los problemas que se intenta resolver los que permiten el avance. Por su parte parece claro que todo maestro debería pretender de sus alumnos un cambio en sus representaciones de la realidad, a los efectos que estas se tornen más elaboradas y académicas. No es casual el que la mayoría de las investigaciones sobre cambio conceptual sean sobre temáticas científicas, y que por tanto tengan una influencia importante sobre la enseñanza de la ciencia. Los nuevos aportes nos ayudan a comprender la elaboración del conocimiento científico en el alumno y promover en él un cambio conceptual. En muchos casos se han tomado los procesos de cambio conceptual como "estrategias instruccionales llegando con frecuencia a convertirse en modelizaciones didácticas que sirven de pautas concretas para determinar lo que se hace en el aula". Esto es, se han tomado como propuestas de aula prototipos que fueron pensados para la investigación. Es el caso del problema de la flotación, o de la conservación de la materia, o de cómo creemos que somos por dentro o qué recorrido hace el alimento o por qué creemos que es redonda la tierra.
Existe un paralelismo entre el desarrollo conceptual del individuo y la evolución histórica de los conocimientos científicos. El aprendizaje de las ciencias se daría de manera similar a cómo se produce la investigación científica y el cambio conceptual se correspondería con un cambio de paradigma. Kühn, en " La estructura de las revoluciones científicas", nos dice que el conocimiento científico es elaborado por la comunidad científica en base a saberes anteriores, marcos teóricos elaborados por la misma comunidad u otra "ciencia normal". Pero que hay momentos en que ese marco explicativo es insuficiente o muestra debilidades o radicalmente no da cuenta de la realidad estudiada. Aparece allí una crisis y se produce lo que para Kuhn es un cambio de paradigma. El aprendizaje de los alumnos se daría de manera similar, también ellos son portadores de preconceptos que influirán en las observaciones y en la interpretación de los hechos que son estudiados. Y así como en la ciencia la elaboración de un nuevo conocimiento se da en función de las estructuras ya existentes y en sus modificaciones, la elaboración del conocimiento nuevo en el alumno se producirá movilizando sus ideas previas para realizar una acomodación y una integración de las nuevas ideas en sus estructuras conceptuales. Posner (1995) dice "cuando la persona se encuentra con nuevos fenómenos, debe confiar en sus conceptos para organizar su investigación. Sin estos conceptos es imposible para la persona preguntarse algo acerca del fenómeno, conocer lo que podrá constituir una respuesta a la pregunta". Desde el punto de vista educativo, averiguar y explicitar esas ideas previas, provocar fisuras que revelen sus puntos débiles y mostrar su ineficacia a la hora de dar explicaciones pasan a ser metas a lograr. Tendremos presente que ese mejoramiento de las ideas en sí mismo no es nuestro propósito, sino el desarrollo cognitivo que se da en el proceso de conflicto y cambio conceptual. Aspectos didácticos. El constructivismo, genéricamente hablando, no hace referencia a cuestiones didácticas. No nos plantea cómo enseñar. Sí da cuenta desde diferentes enfoques y perspectivas, de cuestiones que hacen al aprendizaje. Si miramos los postulados básicos que hemos seleccionado al comienzo es posible ver, sin embargo, que tienen su correspondiente en la enseñanza y por tanto señalan una buena orientación. Si decimos que el conocimiento se construye, su correspondiente en la enseñanza es considerar que no hay aprendizajes reales por memorización.
Si decimos que se aprende por aproximaciones sucesivas estamos diciendo que el aprendiz deberá analizar el mismo concepto o idea en más de una ocasión y desde diferentes perspectivas. Si decimos que en el momento de aprender se ponen en juego las preconcepciones, entonces será necesario encontrar la forma de que se expliciten para visualizar en que medida se interponen o no en el avance cognitivo. Si se nos dice que es necesario generar conflictos, habrá que plantear problemas que permitan poner a prueba posibles respuestas y ante la imposibilidad de resolverlos con lo sabido o comprendido el alumno se sentirá con la necesidad de saberes nuevos. Como se ve el verbo aprender tiene una relación de correspondencia con el de enseñar. Los resultados de las investigaciones en las diferentes versiones del constructivismo sobre aspectos diversos dan abundante información para los enseñantes que no deben de perder de vista el que dichos resultados no son transferibles como actividades de aula. Se trata de insumos que interpretados, nos orientan y nos muestran qué elementos deberíamos tener en cuenta o saber para ganar eficacia en nuestra tarea docente. Y entendemos por eficacia el alcanzar nuestro objetivo: el aprendizaje de los niños. Si reflexionamos específicamente en el área de ciencias naturales nos encontramos con que los docentes han avanzado en la idea de formular problemas como forma de generar los conflictos cognitivos. Problemas en el entendido de Garret como situación que no se puede resolver con los conocimientos que se tienen pero que si se pueden resolver al acceder a otros saberes. Cuando decimos "problema" estamos diciendo problema para el niño, no para el maestro. El docente puede plantear una buena situación desde el punto de vista didáctico, pero que el niño no vive cognitivamente como problema y no se siente movilizado a interactuar con ella. Un aspecto a comentar en este punto es que muchas veces se planifican por un lado la indagación de ideas previas y por otro lado, la situación problemática. Esto es una consecuencia de lo dicho anteriormente: en los trabajos de investigación estas instancias se encuentran separadas porque en la mayoría de ellos lo que se busca es caracterizar a las ideas previas, tratar de comprender su origen o naturaleza. Desde el punto de vista didáctico el análisis de la propia situación-problema explicita las ideas y los obstáculos para la comprensión y no es necesaria su separación en dos momentos. El planteo de enseñar ciencias desde esta perspectiva nos lleva a que los tiempos de trabajo son mayores que los que se destinaban anteriormente, pero
sin duda que no se trata de tiempo perdido, estamos diciendo simplemente que lleva más tiempo. Esto a su vez nos cuestiona sobre la densidad de los programas escolares que atentan contra esta forma de enseñar. En la mayoría de los países en los que se produjeron reformas educativas éste fue uno de los puntos involucrados en los cambios. Fueron revisados los programas especialmente en lo que hace a jerarquizar y seleccionar los marcos conceptuales claves para cada nivel. Este es un obstáculo con el que tropiezan los docentes aquí en nuestro país, especialmente en el área de ciencias. Los programas escolares están planteados por temas y no están debidamente definidos los alcances conceptuales pensados en dichos temas. Queda a cargo del colectivo docente o del centro educativo esa revisión y selección. Podría quedar la sensación por lo dicho hasta aquí de que enseñar ciencias naturales supone proponerle al niño problemas y más problemas. Sin duda que hay temáticas que posibilitan esa forma de acercar el conocimiento, tal el caso de muchos de los contenidos de física. Pero hay temáticas que por la naturaleza de su contenido exigen otros abordajes. Los enfoques didácticos que se enmarcan en concepciones constructivistas no dejan de lado la posibilidad que el docente dé explicaciones. Todo lo contrario. Sobre lo que se nos ha hecho reflexionar es en el sentido que tenían aquellas exposiciones que los docentes hacíamos similares a las cátedras de otros tiempos. Las explicaciones son casi imprescindibles. Justamente ellas forman parte de la profesión de enseñar. La pregunta puede ser ahora si disponemos de orientaciones para explicar en Ciencias Naturales. Nos atrevemos a decir que sí y señalamos dos recursos válidos.. Uno de los recursos usados, especialmente cuando el contenido a enseñar tiene un alto grado de abstracción o no puede remitirse a evidencias directas es recurrir a la historia de la ciencia. Consiste en situar a los alumnos en las circunstancias en que se dio un determinado evento científico, acercarlos a las metodologías usadas por quienes han tenido las ideas y mostrarles cómo influye en ese descubrir el pensamiento de una época. Todos estos atributos dan significatividad al objeto de aprendizaje, aspecto éste que mencionamos es especialmente importante a la hora de aprender. El dinamismo con que la ciencia interpreta la realidad y cambia su manera de verla hace que cada vez más sea necesario tener presente el hecho histórico. No se trata de abordar la biografía cronológica de un científico, ni un relato aislado sobre un descubrimiento sino de que el niño pueda comprender que la
ciencia se caracteriza por esa revisión permanente que hace sobre los mismos hechos, buscando explicaciones que le sean cada vez más satisfactorias. Desde la perspectiva epistemológica, se establece en el aula una ciencia coherente con el contexto científico. Desde el punto de vista psicológico, las investigaciones muestran que las concepciones de los alumnos muchas veces coinciden con los saberes científicos de otros tiempos. Se sugiere entonces ubicar al niño en la situación histórica y marcar las evidencias sobre la que se sostenía una idea. Luego generar el conflicto con los elementos que históricamente tuvieron lugar, de manera de justificar los cambios producidos. Es lo que para algunos autores supone trabajar el contexto de descubrimiento.
Otra forma de dar explicaciones coherentemente con el enfoque propuesto es haciendo uso de analogías. Entendemos por analogía una comparación entre un objeto y otro tomado como análogo, de manera que los elementos que integran a cada uno quedan explicitados, del mismo modo que sus relaciones. Según Aragón, Bonat, Oliva y Mateo (1999) "una analogía es una comparación entre dos dominios de conocimiento que mantienen una cierta relación de semejanza entre sí". Se trata de un recurso didáctico que le permite al aprendiz, construir avances en la representación del fenómeno estudiado, partiendo de saberes previos, ya que la referencia usada para la analogía forma parte de su saber cotidiano. La construcción de modelos científicos no es sencilla por la abstracción exigida. Este recurso permite establecer conexiones con elementos concretos, lo que facilita la comprensión. Las analogías han sido muy usadas por los científicos históricamente, justamente en las etapas de construcción de conocimiento como forma de explicar y comunicar sus ideas. Desde el punto de vista de la didáctica el uso de analogías es cuestionado. Se argumenta que en muchos casos hay pérdida de rigurosidad y con ello una posible interpretación del alumno equivocada o con errores. Aunque entendemos dichas razones creemos válido el recurso y entendemos necesario el que se expliciten adecuadamente los elementos que conforman la comparación, de manera que las dificultades que se puedan presentar estén mas referidas al cómo se usan las analogías, que a la naturaleza de las mismas. En ese aspecto entonces, los docentes deben orientar a los alumnos y ayudar a que establezcan puentes que expliciten las líneas de conexión. Síntesis
Abordar contenidos científicos con escolares no es sencillo. La propia naturaleza del conocimiento ofrece el primer obstáculo. Al mismo tiempo las posibilidades intelectuales que promueve en los niños el acercarse a esa complejidad es desafiante. Los marcos teóricos que hemos tratado de exponer sintéticamente pueden ayudar a reflexionar sobre lo que hacemos y por qué lo hacemos. No han sido planteados como forma de juzgar lo que los docentes hacen como pueden y con los recursos de que disponen. Han sido planteados como borradores de trabajo de alguien que ha podido detenerse un momento en la tarea y procurar una síntesis, pero que también como muchos colegas está buscando respuestas. No nos embanderamos ni radicalizamos con las corrientes que van y vienen. Tratamos de hacer una lectura intencionada pensando en los niños y en lo que puede ser mejor para ellos. Por eso siguen siendo siempre borradores. Frente a la pregunta inicial que dio lugar a todas estas reflexiones nos permitimos decir que hay mucho por hacer. Que las nuevas orientaciones nos han movilizado pero aún no lo suficiente, quizás porque no se trata de que sea el maestro de aula solamente el que tenga que estar movilizado. Los cambios se irán dando en la medida que exista convencimiento de qué es lo que debe ser cambiado y porqué. En lo personal, sintiéndome militante de la Enseñanza de las Ciencias, me resta sumarme a un pensamiento de I. Pozo: " ...y sin embargo se puede enseñar ciencias".
Enseñanza de las Ciencias y la Matemática CIENCIAS
Daniel Gil Pérez Universitat de València
Parte II El Modelo Constructivista de Enseñanza/Aprendizaje de las ciencias: Una Corriente Innovadora Fundamentada en la Investigación
Queremos llamar la atención, en primer lugar, contra cualquier tentación de ver en los planteamientos constructivistas hoy en auge a los que dedicamos básicamente esta segunda parte- "la solución" a los problemas de enseñanza/ aprendizaje de las ciencias. Se corre, efectivamente, el peligro de que se conviertan en un nuevo eslogan superficial e ineficaz, por tanto, para la mejora del aprendizaje. Si algo comienza a estar claro hoy, precisamente, es la necesidad de romper con la idea ingenua -pero extraordinariamente extendida- de que enseñar es fácil: cuestión de personalidad, de sentido común o... de encontrar la receta adecuada para acabar con la "enseñanza tradicional". Más aún, resulta necesario comprender -como ya hemos señalado en el capítulo I.2- que tras la idea vaga de enseñanza tradicional existe un modelo coherente de enseñanza/ aprendizaje por transmisión/ recepción de conocimientos ya elaborados (Gil 1983; Millar y Driver 1987) y que la renovación de la enseñanza no puede ser cuestión de simples retoques, sino que presenta las características y dificultades de un cambio de paradigma. Si tras varias décadas de esfuerzos innovadores no se ha producido una renovación efectiva de la enseñanza, ello puede ser atribuido, precisamente, a la falta de comprensión de la coherencia global del modelo "tradicional" y a la ausencia de un nuevo paradigma capaz de dar respuesta a las dificultades encontradas por el primero. Intentaremos aquí evitar estos planteamientos ateóricos, mostrando que los avances en la transformación efectiva de la enseñanza de las ciencias son el fruto complejo -en ningún modo reducible a recetas- del desarrollo convergentes de diversas líneas de investigación. El modelo constructivista está jugando hoy ese papel integrador, tanto de las investigaciones en los diferentes aspectos de la enseñanza/ aprendizaje de las ciencias, como de las aportaciones procedentes del campo de la epistemología, psicología del aprendizaje, etc. De este modo, las propuestas constructivistas se han convertido en el eje de una transformación fundamentada de la enseñanza de las ciencias.
Se parte de la conmoción provocada por la constatación de que elevados porcentajes de alumnos -incluso universitarios- cometen graves errores en conceptos fundamentales y reiteradamente enseñados. Se analizan detenidamente las causas de estos errores, relacionadas con la existencia de formas espontáneas de pensamiento y con planteamientos docentes incorrectos.
La asimilación por los alumnos de los contenidos conceptuales transmitidos por el profesorado o los manuales y su capacidad para reproducirlos, ha constituido el objetivo más básico de la enseñanza por transmisión de conocimientos ya elaborados. Y todo parecía indicar que , frente a las dificultades encontradas en otros campos como el de la resolución de problemas o el de los trabajos prácticos, un porcentaje suficientemente elevado de estudiantes alcanzaba este objetivo. Bastantes alumnos contestan, efectivamente, con relativa corrección al tipo de cuestiones teóricas habitualmente empleadas en los exámenes. Puede comprenderse, pues, el aldabonazo que supuso -gracias a la introducción de otro tipo de cuestiones- la puesta en evidencia de una grave y general incomprensión de incluso los conceptos más fundamentales y reiteradamente enseñados. Una sencilla pregunta cualitativa del tipo "una piedra cae desde cierta altura en un segundo ¿cuánto tiempo tardará en caer desde la misma altura otra piedra de doble masa?" mostraba que un porcentaje muy alto de alumnos al final de su educación secundaria (e incluso de estudiantes universitarios) consideraba que una masa doble se traducía en mitad de tiempo de caída. Y ello después de haber resuelto decenas de ejercicios numéricos sobre caída de graves e incluso después de haber hecho un estudio experimental.(La práctica sobre caída de graves es una de las pocas que suelen hacerse en el período de la educación secundaria). La publicación de algunos estudios rigurosos como la tesis de Laurence Viennot (1976) atrajo la atención sobre este problema que cuestionaba la efectividad de la enseñanza allí donde los resultados parecían más positivos; los alumnos no sólo terminaban sus estudios sin saber resolver problemas y sin una imagen correcta del trabajo científico, sino que la inmensa mayoría de ellos ni siquiera había logrado comprender el significado de los conceptos científicos más básicos, a pesar de una enseñanza reiterada. Particularmente relevante era el hecho de que esos errores no constituían simples olvidos o equivocaciones momentáneas, sino que se expresaban como ideas muy seguras y persistentes, afectando de forma similar a alumnos de distintos países y niveles (incluyendo a un porcentaje significativo de profesores). No es de extrañar, pues, que el estudio de los que se denominaron errores conceptuales se convirtiera rápidamente en una potente línea de investigación y que el profesorado concediera a dichos estudios una particular atención, como si conectara con algo que en cierto modo se hubiera ya intuido más o menos confusamente a través de la práctica docente. Desde mediados de los años 70 la detección de errores conceptuales relevantes ha dado lugar a una abundante literatura (ver amplias selecciones bibliográficas en Osborne y Wittrock 1983;
Carrascosa 1985; Hierrezuelo 1989), Todos los campos de las ciencias han sido analizados: la Mecánica en primer lugar, en donde parece que se dan los errores más persistentes (McDermott 1984; Sebastiá 1984) pero también el Calor (Macedo y Soussan 1985) la Electricidad (Varela 1989), la Optica (De la Rosa et al 1984; Viennot y Kaminsky 1989), la Biología (Jiménez 1987), la Geología (Granda 1988) o la Química (Furió 1986) Una vez puesta en evidencia la extensión y gravedad de los errores conceptuales, la investigación se centró en la comprensión de sus causas y en el diseño de estrategias de enseñanza que permitieran salir al paso de unos resultados tan negativos. Estos intentos de explicación de la abundancia y persistencia de errores conceptuales en numerosos dominios de las ciencias han apuntado básicamente a dos causas, relacionadas, además, entre sí: Por una parte se ha barajado la hipótesis -con unos u otros matices- de que esos "errores" constituyen más bien ideas espontáneas o preconcepciones que los alumnos ya tenían previamente al aprendizaje escolar. En segundo lugar, la atención se ha dirigido hacia el tipo de enseñanza habitual, poniendo en duda que la transmisión de conocimientos elaborados haga posible una recepción significativa de los mismos, es decir, haga posible que los alumnos pasen a tener las ideas que les han transmitido. Nos referiremos con algún detalle a los estudios realizados en ambos campos.
Las investigaciones sobre errores conceptuales condujeron muy rápidamente a distintos autores a verificar la hipótesis más plausible de la existencia en los niños de ideas sobre temas científicos previas al aprendizaje escolar y que fueron designadas como teorías ingenuas (Caramazza et al 1981), ciencia de los niños (Gilbert et Al 1982; Osborne y Wittrock 1983), esquemas conceptuales alternativos (Driver y Easley 1978), Representaciones (Giordan 1985), etc, etc. Conviene señalar que, aunque el interés por las preconcepciones es reciente, existen precedentes que, con notable antelación, llamaron la atención sobre la "prehistoria del aprendizaje" (Vigotsky 1973) o se refirieron al hecho de que, a menudo, "se conoce contra un conocimiento anterior" (Bachelard 1938). Y es necesario no olvidar tampoco los trabajos de Piaget (1971), que plantean el rastreo del origen psicológico de las nociones hasta sus estadios precientíficos, o de Ausubel (1978), quien llega hasta afirmar: "si yo tuviera que reducir toda la psicología educativa a un sólo principio, enunciaría este: averigüese lo que el alumno ya sabe y enséñese consecuentemente". La mayoría de los estudios, realizados en campos muy diversos, aunque muy particularmente en mecánica (McDermott 1984), coinciden básicamente en la caracterización de esos conocimientos previos:
parecen dotados de cierta coherencia interna (de aquí que autores como Driver hablen de "esquemas conceptuales" y no de simples preconcepciones aisladas), son comunes a estudiantes de diferentes medios y edades, presentan cierta semejanza con concepciones que estuvieron vigentes a lo largo de la historia del pensamiento y son persistentes, es decir, no se modifican fácilmente mediante la enseñanza habitual, incluso reiterada.
También la mayoría de los autores coinciden en considerar esas preconcepciones como el fruto de las experiencias cotidianas de los niños, tanto de sus experiencias físicas (que están constantemente reforzando la idea de que los cuerpos más pesados caen más aprisa, o de que hace falta aplicar una fuerza para que un cuerpo se mueva, etc, etc), como de las sociales (a través, p.e., del lenguaje (Llorens et al 1989), que constituye la cristalización de un conocimiento precientífico en el que calor y frío aparecen como sustancias o la palabra animal constituye un insulto). El carácter reiterado de estas experiencias explicaría, en parte, la persistencia y demás propiedades de las preconcepciones (ser comunes a estudiantes de diferentes medios y edades, etc). Algunos autores, sin embargo, han defendido interpretaciones diferentes. Conviene detenerse en estudiar sus argumentos -compartidos intuitivamente por parte del profesorado- y profundizar así en el origen de esas preconcepciones para fundamentar un posible tratamiento de las mismas que facilite la comprensión de los conocimientos científicos por los alumnos, evitando los "errores conceptuales". Nos referiremos en primer lugar a las tesis de McClelland (1984), quien expresa toda una serie de reservas acerca de la existencia misma de esquemas conceptuales alternativos: a) Suponer que los alumnos poseen esquemas conceptuales de una cierta coherencia significa atribuirles un comportamiento similar al de los científicos, ignorando la diferencia radical entre el pensamiento de los niños y el de los científicos. b) Los fenómenos físicos no son lo suficientemente relevantes para la inmensa mayoría de los seres humanos y, por tanto, no pueden ser objeto de la concentración y esfuerzo necesarios que precisa la construcción de esquemas teóricos. c) Las respuestas de los niños a las cuestiones que se les plantean sobre los fenómenos físicos que forman parte de su experiencia, no son indicativos de la existencia de preconcepciones, sino el resultado de un cierto imperativo social que les obliga a una "inatención estratégica", es decir, a dar una respuesta dedicándole el mínimo de atención necesaria para no chocar con el profesor. d) Al suponer que el desarrollo histórico de las ideas científicas se reproduce en cada individuo, se infravalora gravemente la potencia y cohesión de las ideas de los adultos en cualquier sociedad humana y se olvidan las diferencias de contexto y de propósito entre el pensamiento adulto y el infantil. No es difícil mostrar algunas insuficiencias en los argumentos de McClelland. en primer lugar, al imputar los errores conceptuales a una "inatención estratégica" de los alumnos y no a la existencia de verdaderas preconcepciones, no tiene en cuenta que algunos de esos errores -particularmente en el dominio de la mecánica- no son sólo cometidos por niños, sino también por estudiantes universitarios e incluso por profesores en activo (Carrascosa y Gil 1985). Es cierto que, como McClelland señala, la diferencia entre el pensamiento de los niños y el de los científicos es categórica y no de grado; pero lo mismo puede decirse acerca de las concepciones elaboradas por los pensadores de la antigua Grecia: son esencialmente diferentes de las ideas científicas. De hecho, las claras semejanzas entre las concepciones infantiles sobre el movimiento y el paradigma aristotélico -mostradas por los estudios de Piaget (1970) sobre epistemología genética- no puede ser accidental, sino la consecuencia de una misma metodología, consistente en sacar conclusiones a partir de observaciones cualitativas no controladas, en extrapolar las "evidencias", aceptándolas acríticamente (Piaget 1969). Esta es la forma de pensamiento que llevaba a Aristóteles a escribir: "Un peso dado cubre una cierta distancia en un tiempo dado, un peso mayor cubre la misma distancia en un tiempo menor, siendo los tiempos inversamente proporcionales a los pesos. Así, si un
peso es doble de otro, tardará la mitad de tiempo en realizar un movimiento dado" (De Caelo). Y esta es la metodología que lleva a los alumnos (e incluso a estudiantes universitarios y profesores en formación) a afirmar que "un cuerpo con doble masa que otro caerá en la mitad de tiempo que este". Podríamos así decir que la distinción entre el pensamiento infantil y el pensamiento pre-científico de los adultos es sólo de grado, no categórica: el paradigma aristotélico es, sin duda, más elaborado y coherente que los esquemas conceptuales de los alumnos, pero ambos se basan en "evidencias de sentido común" (Gil y Carrascosa 1985; Hashweh 1986). Quisiéramos señalar por último que, si bien los fenómenos físicos no son suficientemente relevantes para llevar a los alumnos a teorizar sobre ellos, no debemos olvidar que a lo largo de muchos años las experiencias cotidianas han impuesto inconscientemente una cierta visión del comportamiento de la materia (tendencia de los objetos al reposo, etc) muy similar a las concepciones aristotélicas. No se trata, pues, de teorización, sino de aceptación acrítica de lo que parece vidente. Una postura diametralmente opuesta es la que sostiene Preece (1984), quien para explicar la persistencia de las preconcepciones avanza la hipótesis de que no son fruto de la experiencia, sino ideas innatas (lo que explicaría también su semejanza con las concepciones históricas). Dicha hipótesis, sin embargo, no tiene en cuenta que las ideas intuitivas de nuestros alumnos no son fácilmente adquiridas; por el contrario, son el resultado de un largo proceso basado en experiencias cotidianas en un cierto medio cultural. Y lo mismo puede decirse del paradigma aristotélico. De hecho, los alumnos muy jóvenes o las culturas muy primitivas no tienen la relativa coherencia de los esquemas conceptuales alternativos de los adolescentes o de la física pre-clásica. Por otra parte, el punto de vista innatista no da ninguna explicación acerca de como el paradigma aristotélico fue históricamente substituido, ni de que puede hacerse para ayudar a los alumnos a adquirir conceptos científicos que se oponen a las ideas innatas. Podemos afirmar, en conclusión, que la existencia de esquemas conceptuales espontáneos es difícilmente cuestionable. Dichos esquemas tendrían en cierto modo la categoría de conocimientos precientíficos, fruto de una epistemología del sentido común, próxima a la que explica la constitución de la física aristotélico-escolástica, vigente durante más de 20 siglos y cuyo desplazamiento por la física clásica no fue precisamente fácil. Tenemos aquí un primer elemento explicativo de la persistencia de las preconcepciones. El segundo, que abordaremos a continuación, se refiere al tipo de enseñanza de las ciencias habitualmente impartida.
La existencia de preconcepciones no puede por si sola justificar los resultados tan negativos logrados por la enseñanza habitual en la comprensión de los conocimientos científicos por los alumnos. Una mínima aproximación a la historia de las ciencias basta para darse cuenta de que los conocimientos científicos no fueron construcciones ex nihilo sino que partieron de -y, a menudo, se enfrentaron con- concepciones pre-científicas de una cierta coherencia. La existencia de preconcepciones -o, si se prefiere, de concepciones pre-científicas- fruto de experiencias reiteradas, era algo perfectamente esperable, con lo que había que contar. Algo que Bachelard (1938) había ya señalado con toda claridad 50 años atrás: "Me ha sorprendido siempre que los profesores de ciencias, en mayor medida, si cabe, que los otros, no comprendan que no se comprenda (...) No han reflexionado
sobre el hecho de que el adolescente llega a la clase de física con conocimientos empíricos ya constituidos: se trata, pues, no de adquirir una cultura experimental, sino más bien de cambiar de cultura experimental, de derribar los obstáculos ya acumulados por la vida cotidiana". No sería, según esto, la existencia de preconcepciones en sí lo que explicaría los mediocres resultados obtenidos en el aprendizaje de conceptos, sino esa "falta de comprensión" del profesorado que señala Bachelard, es decir, la propia enseñanza. Conviene detenerse, pues, en analizar la posible inadecuación de esa enseñanza para facilitar la adquisición de los conocimientos científicos. Lo que hemos visto hasta aquí sobre las preconcepciones incluye ya una primera crítica a la enseñanza habitual: su ignorancia de aquello que los alumnos ya conocen, la creencia de que basta transmitir los conocimientos científicos de forma clara y ordenada para que los alumnos los comprendan. La sorpresa general con que fueron recibidos los primeros resultados sobre "errores conceptuales" es ya un claro índice de que las estrategias de enseñanza no tenían en cuenta las concepciones iniciales de los alumnos. Esa ausencia de atención a lo que el alumno o alumna pueda pensar, a los obstáculos que esas preconcepciones puedan representar, resulta muy evidente en los libros de texto, como han mostrado diversos análisis (Gené 1986; Carrascosa 1987). Puede decirse, en efecto, que en la gran mayoría de los textos:
no se incluyen actividades que permitan poner de manifiesto (directa o indirectamente) las posibles concepciones alternativas de los alumnos acerca de los temas estudiados; no se incluyen actividades ni se hacen referencias que lleven a analizar críticamente lo que dice el sentido común o la experiencia cotidiana acerca de los conceptos implicados; no se incluyen observaciones que llamen la atención sobre las ideas que históricamente han supuesto una barrera a la construcción de los conocimientos (y que podrían constituir también una barrera para el aprendizaje de los alumnos) en el dominio considerado; no se incluyen actividades para ver en qué medida se ha conseguido la comprensión real de los conceptos introducidos, en qué medida las concepciones pre-científicas han sido superadas.
Todo esto apunta, pues, a que una enseñanza que se limita a presentar los conocimientos elaborados, escondiendo todo el proceso que conduce a su elaboración, impide que los alumnos puedan hacer suyas las nuevas ideas, que sólo tienen sentido en la medida en que el tratamiento de determinados problemas exige su construcción (a menudo contra concepciones previas más o menos sólidas). ¿En qué medida estas críticas explican realmente las dificultades de los alumnos? Tan sólo si teniéndolas en cuenta se consiguen resultados netamente mejores podrán aceptarse como válidas. Constituyen tan sólo explicaciones "tentativas" que exigen, para ser contrastadas, la elaboración de estrategias de enseñanza basadas en las mismas y la constatación de que con ellas los resultados del aprendizaje son significativamente más positivos.
CIENCIA Y CONSTRUCTIVISMO March 18, 2006 7:17 PM El doctor Leon Lederman, premio Nobel de física 1988 y Miembro Correspondiente de la Academia Mexicana de Ciencias [2], dentro de una conferencia en el Instituto de Física y la Facultad de Ciencias de la UNAM, señalo: "La educación gratuita es siempre una buena inversión que todas las sociedades deben hacer", señaló Lederman, quien también destacó que la finalidad de la educación científica es preparar graduados que respondan a las necesidades del mundo actual, las cuales se están modificando rápidamente con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, que han alterado radicalmente nuestra forma de vivir. Añade, "La nueva forma de enseñar ciencia consiste también en enseñar a los maestros cómo enseñar ciencia", añadió el investigador, que aboga por una revolución en la enseñanza científica basada en una comprensión profunda de su importancia y utilidad para la sociedad. Lederman afirmó que la educación científica debe tener como objetivo la solución de problemas humanos como el hambre, la pobreza, la enfermedad o la contaminación. Asimismo, hizo énfasis en que es necesario combatir la anticiencia y enseñar a los jóvenes a distinguir la ciencia de la astrología de la adivinación o la creencia en platillos voladores. Esto nos conduce a preguntarnos ¿qué es esa cosa llamada ciencia? y ¿cuál es su principal característica?, el norteamericano James Watson - “Premio Nobel de Física 1980”- nos dice que la ciencia es el resultado de la curiosidad humana, básicamente. A pesar de sus consecuencias en la alta tecnología, no es ésa su principal aspiración. Se hace sólo para satisfacer la curiosidad humana y para entender la naturaleza. No se sabe en qué resultará todo lo que la ciencia hace. [3] El físico Warner Chaves Vargas de la Escuela de Física Instituto Tecnológico de Costa Rica en un documento titulado La Física Cuántica y su impacto tecnológico [4], nos dice que en los países subdesarrollados prevalece un criterio entre quienes dirigen los sectores académicos, políticos e industriales, según el cual invertir en ciencia básica es menos beneficioso que invertir en investigación aplicada para una sociedad subdesarrollada. En una revolución científica, generalmente un nuevo paradigma es estructurado en dos dimensiones: los contenidos temáticos y los aspectos pedagógicos; cuando ha sido necesario se han realizado modificaciones sobre una de ellas, la palabra revolución partiendo de la concepción que de la misma tiene Kuhn, a través de su caracterización de los paradigmas: Conferencia Mundial Sobre La Educación Superior, la educación superior en el siglo XXI: Visión y acción, 9 de octubre de 1998 [5], se señala que el antiguo paradigma, que sobre la enseñanza de las ciencias prevaleció prácticamente en todo el mundo, se está derrumbando y que estamos siendo testigos de un lento pero inexorable reemplazo de una enseñanza de la ciencia para formar científicos, por otra que busca integrar ciudadanos conscientes de su realidad científica y tecnológica para que sean dueños de su propio futuro. Se agrega "de igual forma, que los resultados son mejores cuando los maestros tienen expectativas elevadas y un espíritu positivo, así como cuando las relaciones maestro-alumno y la disciplina son satisfactorios ", Hay dos formas, cuando menos, de enfocar el aprendizaje de las ciencias que se proponen dos objetivos diferentes. Uno consiste en pretender que el alumno llegue a los conocimientos por transmisión directa, el segundo aspira a ayudarle a desarrollar los sistemas de pensamiento mediante un ejercicio intelectual que le permita plantearse preguntas, discutir sus ideas, elaborar
hipótesis, cometer errores y encontrar soluciones propias a problemas propios. El primero es ingenuo e imposible, el segundo implica dar un nuevo enfoque a la enseñanza. Lo anterior implica modificar el papel que el maestro tradicional ha jugado como proveedor de conocimiento, cambiando el énfasis de lo que él enseña por lo que el alumno aprende realizando trabajo intelectual. El maestro no necesita conocer la respuesta a todas las preguntas de los estudiantes. Su papel consiste principalmente en hacerlos reflexionar y enseñarlos a buscar información cuando la necesiten, a veces puede volver la pregunta a los estudiantes, para que entre todos encuentren sus propias respuestas, así como investigar junto con ellos o consultar a otras personas para resolver sus inquietudes. Lo anterior implica que el maestro trate de entender el razonamiento que siguen los estudiantes, que retome las preguntas que se hacen y las respuestas que dan, y que apoye las discusiones entre ellos para que lleguen a sus propias conclusiones; ya que los alumnos aprenden cuando siguen su razonamiento, porque solo pueden incorporar la información que está dentro de su lógica. La realidad nos está pidiendo a gritos que modifiquemos no solo la metodología de la enseñanza de la ciencia sino su contenido; que de no cambiar el paradigma acerca de la enseñanza de la ciencia, se dirá que la revolución educativa del sexenio en curso, si ésta implica un verdadero cambio, no fue educativa.
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