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Timestamp: 2014-12-21 21:50:56+00:00

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P. 1Formacion de Modelos MentalesFormacion de Modelos MentalesRatings: (0)|Views: 7
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439ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2000, 18 (3), 439-450
FORMACIÓN DE MODELOS MENTALESEN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMASDE GENÉTICA
SIGÜENZA MOLINA, AGUSTÍN FRANCISCOIES León Felipe (Benavente). Av. Zamora 2, 1º B. 47100 Tordesillas. ValladolidE-mail: asigue1@enebro.pntic.mec.es
SUMMARYFrom the perspective of the so-called «Psychology of Information Processing» we analyse the building of mentalmodels through the resolution of problems in the field of classical genetics. This analysis is focused on therepresentation of the knowledge and the problems, as well as on the inference process, used by students while tryingto find a solution. The methodology used in the research, of a causal-explanatory type, has finally rendered hypotheseson the general principles controlling the formation of mental representations and their redescription to develop moreconsistent and flexible models.
Conocer cómo las personas representamos internamentelas situaciones problemáticas a las que nos enfrentamosy cómo afrontamos su resolución, resulta esencial tantopara saber lo que es la cognición como para la elabora-ción de estrategias de enseñanza que faciliten el apren-dizaje. Por ello, al enseñar los diferentes contenidos delas ciencias y en particular la resolución de determina-dos tipos de problemas, cabe preguntarse cuáles son ycómo son las representaciones mentales que el alumnoconstruye en cada una de las situaciones que se leplantean. Las respuestas nos permitirán entender cómocambian esas formas de pensamiento y cómo el trabajodel profesor puede facilitar ese cambio, aproximándolasa aquéllas científicamente correctas.A lo largo de las tres últimas décadas, los psicólogoscognitivos han planteado varias formas de representa-ción del conocimiento, llegando a controversias sobre laexistencia o no de formas de representación diferentesde las cadenas de símbolos. Entre éstas, han merecidoespecial atención los
esquemas mentales (
Norman, 1983),denominando así a las representaciones mentales dura-deras de un tipo de conocimiento genérico (declarativo,procedimental...) adquirido a través de la experienciapasada con objetos, situaciones, eventos, conceptos, etc.Así mismo, en el campo de la psicolingüística handestacado: las representaciones proposicionales, los modelosmentales –analogías estructurales de situaciones delmundo real o imaginario construidas por el individuo alabordar una situación o un problema– y las imágenesmentales –perspectivas particulares de un determinadomodelo mental– (Johnson-Laird, 1985).En particular, los modelos mentales han sido objeto deestudio desde hace más de treinta años. Minsky, en 1968(p. 426) ya afirmaba que «para un observador B, un
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objeto (o situación) A* es un modelo de un objeto (osituación) A en la medida en que puede utilizar A* pararesponder cuestiones de interés para él con relación aA». Para Johnson-Laird, el punto central del razona-miento y de la comprensión de cualquier fenómeno,evento, situación o proceso del mundo está en la existen-cia de un modelo de trabajo en la mente de quien razonay comprende. Pensar, entonces, implica la construcciónde un modelo mental «intermediario entre el mundo y elindividuo, interno, autónomo, coherente y funcional»(Rodríguez y Moreira, 1999). Estos modelos permiten alos individuos hacer inferencias y predicciones, enten-der los fenómenos, decidir las acciones a tomar y contro-lar su ejecución. A diferencia de las representacionesduraderas como los esquemas, los modelos mentales sonconstructos psicológicos que se concretan con los datosque en un momento preciso percibe el individuo; ade-más, el contenido informativo del modelo mental depen-de de la intención del sujeto acerca del objeto, evento osituación a la que se enfrenta (Johnson-Laird, 1990).En este estudio se analiza la relación entre las represen-taciones mentales duraderas –esquemas mentales pre-vios– y los modelos mentales que el alumno construyepara resolver determinados tipos de problemas (analo-gías mentales del problema), a partir de los cualeselabora o reconstruye nuevas representaciones durade-ras más consistentes –esquemas revisados–. Considera-mos diferentes ambos conceptos, ya que los esquemaspueden permanecer en la memoria desprovistos de deta-lles concretos –por ejemplo, el esquema de coche–, perocuando pensamos en un coche (cuando construimos unmodelo mental
), lo hacemos, según nuestra inten-ción, en uno determinado (por ejemplo un coche de fór-mula 1), infiriendo detalles como el color, la forma o elnúmero de asientos. Del mismo modo, cuando resolve-mos problemas en un dominio concreto de las ciencias,como es la genética, empleamos esquemas causales(esquemas mentales donde existen relaciones causa-efecto), que concretamos en un modelo mental cuyainterpretación se realiza en base a las demandas de lasituación problema a la que nos enfrentamos.
FINALIDAD Y CARACTERÍSTICAS METO-DOLÓGICAS DEL ESTUDIO
El estudio aborda la construcción de modelos mentales,empleando determinados esquemas causales, durante laresolución de problemas de lápiz y papel en el dominiode la genética clásica. El empleo de problemas tienecomo función situar al alumno en un contexto de apren-dizaje que le permita desarrollar y construir determina-dos modelos mentales. En este contexto, el interés secentra en responder a la siguientes cuestiones: ¿Quéheurísticos emplean los alumnos en la construcción deestos modelos? ¿Qué papel juegan los esquemas menta-les en este proceso? ¿La construcción de los modelosinfluye en la elaboración de esquemas causales másconsistentes? Las respuestas pueden ayudarnos a resol-ver un importante problema didáctico: ¿cómo podemosintervenir en la construcción y ejecución de estos mode-los para mejorarlos y aumentar con ello la calidad delaprendizaje?
¿Por qué se aborda la resolución de problemas degenética?
En el campo de la biología, la genética constituye uno delos bloques más difíciles de comprender, tanto por lacomplejidad de sus contenidos (mayoritariamente abs-tractos) como por las dificultades que caracterizan susestrategias de enseñanza, en particular a las actividadesde resolución de problemas (Smith, 1988). Aprender apartir de los problemas en la enseñanza de la herenciabiológica no es tarea fácil. Algunas de las causas respon-sables de ello residen en los estudiantes y otras, en lascaracterísticas de los problemas y en su forma de resolu-ción.Ayuso, Banet y Abellán (1996) citan las siguientesdificultades:1) Dificultades de tipo conceptual, en las que incluyen laincapacidad de algunos sujetos para encontrar el signifi-cado o interpretar las palabras-concepto o los procesosque intervienen en el problema. De este modo, su per-cepción ante una misma situación será distinta de la desus profesores (Smith y Good, 1984) o de la de otroscompañeros.2) Dificultades relacionadas con el nivel de desarrollocognitivo (Walker, Hendrix y Mertens, 1980).3) Dificultades relacionadas con el enfoque de los pro-blemas y las estrategias de resolución. Los planteamien-tos causa-efecto, que proporcionan el genotipo de losprogenitores y el modelo de herencia a seguir paraaveriguar el fenotipo de la descendencia, no suelenrequerir un análisis detallado de los datos iniciales,resolviéndose generalmente mediante la aplicación dealgoritmos. Por el contrario, los problemas efecto-causa,en los que se parte de fenotipos conocidos, requieren delestudiante establecer el modelo de herencia (causa oconjunto de causas) y determinar los genotipos de losindividuos haciendo uso de determinadas reglas. Esto,para algunos autores (Stewart, 1983, 1988; Johnson yStewart, 1990; Stewart y Hafner, 1991) podría contri-buir a mejorar la construcción y aplicación del conoci-miento propio de este dominio.4) Finalmente, los estudiantes podrían tener dificultadesde tipo operatorio, como una noción errónea de la proba-bilidad y, por tanto, de las proporciones fenotípicas ygenotípicas (Browning y Lehman, 1988).Todo ello nos lleva a considerar los problemas de gené-tica como un aspecto relevante en las dificultades delaprendizaje de la biología, de forma que cualquier inten-to de clarificación de los procesos mentales que losestudiantes desarrollan a la hora de resolver estos pro-blemas y de las causas que impiden su éxito puede
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resultar de gran ayuda para el profesor que imparte estaasignatura, al tiempo que puede contribuir a un mejorconocimiento del pensamiento del alumno.
Dadas las características de la investigación en la que lasvariables independientes constitutivamente no son ma-nipulables, se ha optado por un diseño de orientaciónempírico-analítica y una metodología no experimental«ex-post-facto» (Kerlinger, 1985, p. 268) de tipo expli-cativo-causal. La variable independiente, la construc-ción del modelo mental en este caso, no puede sermanipulada directamente sino que se seleccionan tareasque deben desencadenar, a través de dicho procesoconstructivo, variaciones en las diferentes explicacio-nes, interpretaciones y predicciones que el alumno rea-liza –variable dependiente.El método elegido es de tipo descriptivo. La descripciónsistemática del comportamiento del alumno observadodurante la resolución de los problemas y de la forma enque él mismo expresa verbalmente su pensamiento per-mite analizar la estructura del proceso cognitivo y explo-rar las características que lo definen. Las observacionesse llevaron a cabo durante las tareas de resolución deproblemas con 6 alumnos (3 chicos y 3 chicas) deprimero de bachillerato (LOGSE). La muestra se selec-cionó en un grupo de 24, excluyendo previamente lossujetos con rendimientos académicos un 25% por enci-ma y por debajo de la media. Además fueron entrevista-dos utilizando la técnica
teachback (Gutiérrez yOgborn, 1992), basada en la teoría conversacional deGordon Pask (1975), para obtener datos de niveles másprofundos que los que proporcionan los sujetos entrevis-tados en un primer nivel de explicitación. En esta entre-vista se desarrolla un diálogo con el alumno, precedidopor una frase cuyo significado ha de ser «enséñame»(
). Con suerte, esto evoca una serie de asocia-ciones libres sobre la manera en que el entrevistadoresuelve los problemas. Pero, poco a poco, el campo seestrecha consiguiendo elicitar parte del pensamientoimplícito del sujeto.Se asume que las tareas planteadas a los alumnos impli-can la construcción y manipulación de diferentes mode-los mentales. Según el modelo descrito por De Kleer yBrown (1983), este proceso se lleva a cabo secuencial-mente de la forma siguiente:1) El sujeto construye una representación interna de laestructura del sistema. En este caso, dicha estructura sebasa en: objetos (individualidades portadoras de genes,combinaciones posibles de alelos o genotipos y caracte-rísticas fenotípicas), estados del modelo (tipos de com-binaciones de alelos y cruzamientos posibles) y proce-sos (segregación, transmisión independiente ycruzamiento).2) En base a la estructura se desarrolla un proceso deinferencia que opera sobre el conocimiento del sujeto. Elresultado es un modelo mental ejecutable.3) El sujeto realiza una simulación mental del funciona-miento del modelo (
del modelo ejecutable).4) El sujeto compara los resultados obtenidos ejecutan-do el modelo, con la realidad.Cada una de estas fases conlleva complejos procesoscuyo análisis requiere consideraciones específicamenterelacionadas con la tarea que el alumno debe realizar yel contenido que debe aprender.La obtención de datos para el análisis se llevó a cabo deforma similar en todos los casos, mediante grabación delas conversaciones entre el entrevistador y el alumno altiempo que resolvía las tareas que se le presentaban(entrevistas
teachback ) y análisis del material escritooriginado durante la resolución de los problemas en elaula.
DESARROLLO DEL ESTUDIO Y RESUL-TADOS
Construcción del modelo genético de Mendel
Cinco semanas del curso se dedicaron a temas de gené-tica mendeliana clásica, centrando la estrategia de ense-ñanza en la resolución de problemas. Después de estu-diar los conceptos de
dominancia simple,
, los alumnos objeto de estudio resolvieron 9tipos de problemas de genética mendeliana (46 proble-mas), a través de los cuales deberían ir desarrollando elmodelo genético de Mendel con todas sus variaciones.Se emplearon problemas de libros de texto que requierenque los alumnos razonen en la dirección causa ﬁ efectoy problemas que requieren que los alumnos razonen enla dirección efecto ﬁ causa.
Los alumnos trabajaban en grupos de tres y su tareaconsistía en resolver el problema con un determinadoesquema cuya validez deberían demostrar ante otro gru-po.En primer lugar se presentó el esquema de dominanciasimple (Causa 0 o C
) haciendo hincapié en los objetos,estados y procesos que intervienen en él, para que actua-ra de premodelo. Seguidamente el profesor planteaba elproceso de meiosis y su relación con el mecanismo dedeterminación del sexo (C
). El esquema de meiosisempleado era bastante simple y no consideraba genesligados al sexo ni ligados a autosomas. Pero, junto con elde dominancia simple, proporcionaba la base para plan-tear la revisión del modelo empleado en la resolución delos problemas. A continuación se les planteaban proble-mas de codominancia (C
) donde los datos no encajabancon el esquema de dominancia simple (hay tres fenotiposen lugar de dos; C
insuficientes). Los alumnos
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