Es posible enseñar ciencias experimentales desde una perspectiva constructivsta?

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Las ideas previas son aquellas que provienen de la experiencia que tiene el alumno acerca del comportamiento del mundo físico y que son eficaces para predecir determinados comportamientos de este mundo pero que no siempre coinciden con el punto de vista científico, es decir entonces que dichas ideas son "erróneas" desde el punto de vista científico pero no lo son desde el punto de vista del alumno pues cumplen una función útil en el procesamiento cotidiano de la información.
M. Limón y M. Carretero establecen características comunes a estas ideas previas, es decir mas allá de las diferencias propias de la experiencia individual ellas son: la mencionada incorrección respecto al punto de vista científico, son específicas de dominio, es decir en relación con la experiencia y por ello suelen requerir de dicha experiencia para identificarlas o evaluarlas, esto mismo hace que formen parte del conocimiento implícito del sujeto (es decir que no es un saber sobre el que se ha reflexionado), son construcciones personales que suelen estar guiadas por la percepción, la experiencia y el conocimiento cotidiano del alumno, hay diferencia en la especificidad de cada una de ellas, tienen cierto grado de estabilidad así como de coherencia y solidez que las hacen constituir representaciones difusas y mas o menos aisladas o por el contrario formar parte de un modelo mental explicativo. En este sentido, el saber científico aparecerá a los ojos del alumno como contrario a lo que parece indicar la "certeza" del sentido común.
Frecuentemente estas ideas son muy resistentes y difíciles de modificar, problema que puede ser interpretado de diversas maneras y de hecho así lo han hecho los diferentes autores, pero que podemos tomar como un obstáculo epistemológico, es decir un saber que hace obstáculo para la construcción o adaptación a un nuevo saber. En este sentido habría una diferencia en cuanto al funcionamiento de las ideas como obstáculos según sean ideas difusas o ideas complejas, pues las primeras serían menos resistentes a la modificación (es decir serían un obstáculo menos resistente) que las segundas.
Estas ideas son incorrectas desde el punto de vista científico, pero en realidad, no lo serían desde la perspectiva del alumno en tanto indican las representación que el sujeto tiene del fenómeno en cuestión. Si bien no se discute que estas ideas discrepan notablemente de la explicación científica, muchas de ellas no podrían considerarse ilógicas en tanto cumplen una función útil en el procesamiento cotidiano de la información.
Características de las ideas previas de los alumnos
1. No son correctas desde el punto de vista científico.
2. Son específicas de dominio y con frecuencia dependen de la tarea utilizada para identificarlas.
3. La mayor parte de estas ideas no son fáciles de identificar porque forman parte del conocimiento implícito del sujeto.
4. Muchas de ellas están guiadas por la percepción y la experiencia del alumno en su vida cotidiana.
5. Se corresponden con construcciones personales
6. No tienen todas el mismo nivel de especificidad y generalidad, por lo tanto las dificultades que generan no son de igual importancia.
7. A menudo son ideas muy resistentes y en consecuencia, difíciles de modificar.
8. El grado de coherencia y solidez es variable, puede tratarse de representaciones difusas más o menos aisladas hasta conformar un modelo mental más completo incluso con alguna capacidad de predicción.
Vosniadou y Brewer consideran que el conocimiento conceptual de los niños nos fragmentado y desconectado como DiSessa y Salomón, sino que los niños son capaces de integrar información que reciben mediante la experiencia o procedente de los adultos en modelos mentales coherentes que utilizan de manera consciente. Estas perspectivas no tienen por qué ser incompatibles, sin embargo, las ideas que forman parte de las representaciones más complejas e integradas serían más difíciles de modificar que las que conforman representaciones difusas.
Cambio conceptual Diferentes posiciones teóricas
Para el enfoque de la cognición situada (Spada, Cravita y Haidén), nada debe cambiarse para producir el cambio conceptual puesto que postula la coexistencia de múltiples representaciones, siendo la tarea del estudiante aprender a discriminar el contexto adecuado para cada representación.
Desde la perspectiva del conocimiento fragmentado (DiSessa) lo que debe cambiar son los fragmentos, puesto que la adquisición del saber científico implica un cambio estructural hacia la sistematicidad en una nueva estructura y no una mera sustitución de contenidos.
Otro enfoque posible es el del cambio de categoría ontológica (Chi), de acuerdo a este marco, el cambio conceptual se produciría cuando cambia la categoría ontológica a la que están asignados los conceptos dentro de la red del individuo.
En el caso de la Teoría-marco (modelos mentales) (Vosniadou, Brewer) el cambio implica una reestructuración, esto es una reinterpretación gradual de las restricciones que se presentan, especialmente aquellas referidas a la teoría marco.
También en el enfoque de la Reestructuración radical y reestructuración débil, (Carey) también ha de producirse una reestructuración que cambie una teoría por otra, pero está sustitución no sería gradual sino repentina.
Y finalmente, la teoría de los Cambios meta cognitivos (White y Gunstone) sugiere que para que se produzca el cambio conceptual, es necesario que se modifiquen las estrategias meta cognitivas del sujetos, esto es, adoptar cierta perspectiva que le permita comprender qué es aprender y cual es la utilidad del aprendizaje.
Algunos interrogantes didácticos.
Algunos de los interrogantes que surgen respecto al cambio cognitivo dentro de la sala de clase, están relacionados con:
1. Discusiones respecto a las características de las representaciones del alumno
2. La naturaleza de lo que en realidad se modifica al producirse el cambio conceptual
3. La posibilidad de que existan diferentes tipos de cambios conceptuales y la adecuación misma de este concepto para cada caso en particular así como los procesos vinculados con diferentes grados de especificidad
4. La conveniencia o eficacia de diferentes estrategias de instrucción en relación a los diferentes tipos de cambios conceptuales
5. La integración de aspectos motivacionales y afectivos al proceso de cambio conceptual
Bibliografía
LIMON, M. y CARRETERO, M. (1996), "Las ideas previas de los alumnos: ¿qué aporta este enfoque a la enseñanza de las Ciencias?", en M. Carretero (Comp.):Construir y enseñar: las Ciencias Experimentales, Aique, Buenos Aires, pp.19-45.



Crisis en la enseñanza de la química

Se detecta una cierta crisis en la enseñanza de la química, que se manifiesta en las opiniones desfavorables de quienes que, ya de mayores, recuerdan la química como algo incomprensible y aborrecible; en la falta de alumnos cuando la asignatura es optativa; en los recortes que va experimentando en los currículos (no universitarios y universitarios); en la disminución de estudiantes que escogen la química como carrera; en las connotaciones negativas que tiene la química, que no se compensa con la afirmación trivial ‘todo es química’ que surge de los propios químicos, pero que no convence a los que no lo son, porque no la comprenden.
Además, los profesores de química saben bien que incluso los buenos estudiantes de química tienen dificultades en aplicar sus conocimientos y tienen la sensación de que la química no les sirve para ‘explicar’. Pero si la química ha de contribuir a la alfabetización científica de los ciudadanos, precisamente su capacidad de explicar fenómenos relevantes es lo que debería priorizarse.
a. ¿Es posible diseñar una química para todos?
Nunca, hasta ahora, se había pretendido que la química (junto con las otras ciencias), formaran parte de currículos obligatorios para toda la población hasta los 16 o 18 Años. No ha de sorprender, por lo tanto, que aparezcan problemas nuevos que obligan a seleccionar lo más básico y fundamental de la química así como a reflexionar sobre los condicionantes y mecanismos de la comprensión humana y las estrategias docentes más adecuadas para facilitarla.
La novedad es que ahora se ha de enseñar química a personas que no saben y  ni tienen interés por saberlo. Por esto se debería empezar por generar experiencia química en los alumnos y alumnas, para que, a partir de ella, puedan formular preguntas; sin ellas, las explicaciones no tendrían sentido puesto que no se pueden avanzar respuestas (Químicas) a preguntas que aún no se han planteado. (Las buenas preguntas son las que generan respuestas argumentadas que utilizan la Teoría Química y que a la vez, conectan con la experiencia).
Las ciencias son el resultado de una actividad humana muy compleja sustentada, como cualquier otra actividad humana, en una pluralidad de sistemas de valores; nunca fueron, ni son ahora, neutras. La ciencia emergió en la Edad Moderna como una intervención en la naturaleza que iba a permitir “arrancarle sus secretos aunque sea a la fuerza, para descubrir sus riquezas y aplicarlas al progreso de la humanidad”. Esta metáfora empieza a no ser adecuada ya que se plantean ahora graves problemas de sostenibilidad del planeta y se denuncian alianzas de la ciencia con la economía y el poder. Se van imponiendo nuevos valores; pero donde se manifiesta con más urgencia la necesidad de cambio es en las aulas de ciencias, tanto por una nueva sensibilidad y nuevas expectativas de los estudiantes como por las nuevas demandas que hace la sociedad a los docentes.
Al ir cambiando los valores, lo hace también la epistemología: las justificaciones se fundamentan en una axiología. [1]; sus intervenciones y afirmaciones, a pesar de ser lo más objetivas posible, están mediatizadas por las decisiones que se han de tomar respecto a los instrumentos a utilizar o los argumentos que es legítimo utilizar para proporcionar  explicaciones.
El estudiante tampoco puede plantear preguntas y aprender ciencias sin una actividad científica en el aula que corresponda a sus finalidades y a sus valores. A diferencia de la actividad de los científicos, la de los estudiantes ha de ser promovida por los profesores, que han de proporcionar finalidades adecuadas a una persona joven que está creciendo (en la escuela) o a un adulto que se inicia en una profesión (en la universidad). Los nuevos valores han de tener que ver con el cuidado de la propia salud, con la lucha por la paz, con la protección del medio ambiente y los conocimientos han de ser los necesarios para poder ejercer una responsabilidad compartida en un mundo que es ahora global, ‘planetario’ y que requiere intervenciones concretas para ser sostenible, en un entorno solidario y pacífico.
Pero para aprender es necesario algo más. Las personas tienen diversas capacidades cognoscitivas que se presentan según diferentes dimensiones, irreducibles una a la otra: el pensamiento (que opera mediante representaciones de la realidad, que en ciencias corresponden a las teorías científicas), la acción (que se deriva de la capacidad de desarrollar actividades de transformación del mundo, que en ciencias corresponden a la experimentación) y la comunicación (que se manifiesta mediante diversos lenguajes, que en ciencias corresponden a los especializados de las diferentes disciplinas). En las personas, cuando “algo en el mundo tira de ellas”, cuando se persigue una finalidad que interesa alcanzar porque es valiosa, entonces se piensa sobre lo que se hace, se inventan los lenguajes adecuados a la nueva experiencia y se establece un consenso respecto a los que van a permitir comunicarla, para continuar actuando, pensando, comunicando con éxito hasta alcanzar la meta. [2] (Guidoni, 1985) (Ver fig. 1). En caso contrario, cuando las preguntas no son las adecuadas, los lenguajes resultan vacíos, las teorías no tienen significado experimental y los experimentos se llevan a cabo como si fueran una receta de cocina.
En las aulas, la ciencia se ha de implicar en fenómenos relevantes y significativos y la clase ha de garantizar una dinámica que permita pensar, hacer y comunicar de manera coherente, según los fundamentos de la química. Para ello no bastan las buenas preguntas ni un sistema de valores adecuado; es necesario también disponer de buenas teorías que ayuden a pensar y de las palabras adecuadas para sustentar una dinámica cognitiva que es, a la vez, intervención y transformación del mundo.
b. Los conceptos químicos son complejos, difíciles?
Es crucial, por lo tanto, ofrecer al discípulo teorías apropiadas a sus conocimientos y a las intervenciones experimentales que puede llegar a realizar significativamente. Esto no es nada fácil y obliga a una reflexión profunda para identificar los obstáculos que se han de superar para llevar a cabo esta tarea.
Se considera (en general) que la Química es difícil porque es al mismo tiempo una ciencia muy concreta (se refiere a una gran diversidad de substancia) y muy abstracta (se fundamenta en unos “átomos” a los que no se tiene acceso), y porque la relación entre los cambios que se observan y las explicaciones no es evidente ya que se habla de los cambios químicos con un lenguaje simbólico que es muy distinto del que conoce y utiliza el alumnado al transformar los materiales en la vida cotidiana. Incluso el objeto de la química (comprender y gestionar la transformación de los materiales) queda lejos de los intereses de las gentes de ahora, que ya están acostumbrados a aceptar los fenómenos más llamativos sin tener necesidad de comprenderlos.
Otra de las dificultades que plantea la química es la relación asimétrica que existe entre la estructura de las substancias y sus propiedades. En efecto, si bien los sistemas con idéntica estructura microscópica han de tener las mismas propiedades macroscópicas, no ocurre lo mismo a la inversa: dos sistemas que presentan una determinada propiedad macroscópica (por ejemplo, tener sabor dulce) pueden ser diferentes a nivel microscópico y esto resulta desconcertante y genera muchos errores entre los estudiantes. Las relaciones se han de investigar empíricamente, una por una y no se pueden generalizarse de manera sencilla.

Departamento de Didáctica de les Matemática y de las Ciencias Experimentales de la Universidad Autónoma de Barcelona.
VI Jornadas Nacionales y III Internacionales de Enseñanza Universitaria
de la Química
La Plata 28/09/2003 - 01/10/2003

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