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-Consrructivismo y Enseñanzade las Ciencias

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Rafael PorlánJ. Eduardo García

Pedro Cañal(Compiladores)

88 Constructivismo y Enseñanza de las Ciencias

WEST, R. W. Praxis and possibilities in school science education, J. 8iol. Educ., 1981, 15(1),

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ACOMODACION DE UN CONCEPTO CIENTIFICO:HACIA UNA TEORIA DEL CAMBIO CONCEPTUAV*)

G. J. Posner; K. A. Strike; P. W. Hewson y W. A. Gertzog

Es ya corriente-pensar que el aprendizaje es el resultado de la interacciónentre lo que se enseña al alumno y sus propias ideas o conceptos'. Ello cons-tituye, indudablemente, una nueva forma de pensar sobre el aprendizaje. Susraíces pueden encontrarse en los primitivos psicólogos dela Gestalt. Sin em-bargo, los primeros estudios de Piaget (1929, 1930) sobre la exploración in-fantil de los fenómenos naturales, y sus estudios más recientes acerca de lacausalidad (Piaget, 1974) tuvieron quizás un impacto mayor en el estudio deesquemas interpretativos que los estudiantes emplean en las situaciones deaprendizaje.

Esta investigación llevó al estudio, muy extendido, sobre los errores con-ceptuales de los esrudiantest, A partir de estos estudios y, en concreto, a par-otir de los recientes trabajos de Viennot (1979) y Driver (1973), hemos desa-rrollado con más detalle la comprensión de algunos de estos errores concep-tuales y, lo que tiene mayor importancia, de por qué son tan "sumamente ro-

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(*) Este artículo está basado parcialmente en un documento titulado "Leaming Special Relati-vity: A Study of Intellectual Problems Faced by College Students" presentado en la Interna-tional Conference Celebrating the 1000h Anniversary of Albert Einstein, del 8 al 10 de No-viembre de 1979 en la Universidad de Hofstra. Título original: Accommodation of a Scien-tifíe Conception: Toward a 1ñeory of Conceptual Change. Tomado de: Science Education66 (2): 221-227 (1982). .

1. Véase, como ejemplo, Ausubel (1%8).2. Véase Driver y Easley (1978) para una revisión excelente de la investigación en este campo .


bustos" y, tópicamente, sobreviven a la enseñanza que los contradice, (Vien-not, 1979, pág. 205).

Pero la identificación de los errores conceptuales o, hablando de forma másamplia, de los "esquemas alternativos" (Driver y Easley, 1978), y el comprenderalgunos de los motivos de su persistencia, es insuficiente si intentamos desarro-llar una visión razonable de cómo las ideas de los estudiantes interaccionan conideas nuevas e incompatibles. Aunque Piaget (1974) desarrolló una teoría acercade este extremo, parece que existe la necesidad de un trabajo que se centre "más ./'en el actual contenido de las ideas de los alumnos y menos en-las estructuras ló-gicas que se suponen subyacentes" (Driver y Easley, 1978, pág. 76). Se han de-sarrollado gran cantidad de estudios (Nussbaum, 1979; Nussbaum y Novak,1976; Driver, 1973; Erickson, 1979) que han investigado "la sustancia de lascreencias y conceptos de los niños" (Erickson, 1979, pág. 221). Sin embargo, noha existido una teoría bien articulada que describa o explique las dimensionessustantivas del proceso por el que las personas cambian sus conceptos centralesy organizadores, desde un conjunto de conceptos a otro incompatible con el pri-mero. Creemos que la mayor fuente de hipótesis relativas a este aspecto es la fi-losofía contemporánea de las ciencias, dado que una cuestiéñcentralde-esta fi-losofía es cómo los conceptos cambian con el impacto de las nuevas ideas o delas nuevas informaciones. En este artículo esbozaremos en primer lugar un mo-delo general del cambio conceptual que se deriva, en gran parte, de la filosofíade las ciencias vigente, pero que creemos puede servir también para el aprendi-zaje. A continuación ilustraremos algunos aspectos de este modelo mediante en-trevistas con estudiantes que habían seguido un censo sobre relatividad especialen física. Finalmente, extraeremos algunas implicaciones pedagógicas.

Nuestro mayor compromiso al realizar este estudio es considerar que elaprendizaje constituye una actividad racional, es decir aprender es, funda-mentalmente, llegar a comprender y aceptar las ideas, al ser éstas inteligiblesy racionales. Por lo tanto, aprender es investigar, de algún modo: Los estu-diantes deben realizar sus valoraciones partiendo de la evidencia de la quedisponen. Por supuesto que ello no quiere decir que las variables afectivas omotivacionales no tengan gran importancia en los procesos de aprendizaje.Al afirmar que el aprendizaje es una actividad racional lo hacemos para atraerla atención sobre qué es el aprendizaje, no sobre de qué depende. El aprendi-zaje se preocupa de las ideas, de su estructura y de su evidencia No es lasimple adquisición de un conjunto de ideas correctas, de un repertorio verbalo de un conjunto de conductas, creemos que aprender, al igual que investigar,debe ser considerado más como un proceso conceptual. La cuestión básica escómo cambian las ideas de los estudiantes al sufrir el impacto de las nuevasideas y de las nuevas evidencias.

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Hacia I/na teoría del cambio conceptual / GJ Po,mer; K.A. Strike; P. W. Hew.wn)' w'A. Genzog 9 J

La base epistemológica

Los puntos de vista contemporáneos de la filosofía de las ciencias sugierenque existen dos fases diferenciables en el cambio conceptual en ciencias. Porlo general el trabajo científico se hace sobre el fondo de unos compromisoscentrales gue organizan la investigación. Esos compromisos centrales son losque definen los problemas, indican las estrategias a utilizar para tratar con ellosy especifican los áíterios para dar aquello que se ofrece como solución. Tho-mas Kuhn (1970) denomina dichos compromisos centrales "paradigmas" y a lainvestigación dominada por paradigmas como "ciencia normal". Irme Lakatos(1970) denominó los compromisos centrales de los científicos como su "esen-cia teórica pura" y sugiere que dichos compromisoss generan "programas deinvestigación" diseñados para aplicarlos y defenderlos de la experiencia.

La segunda fase del cambio conceptual sucede cuando estos compromisoscentrales necesitan alguna modificación. En este caso el científico se enfrentacon un reto a sus supuestos básicos. Si debe llevar a cabo la investigación, elcientífico debe adquirir nuevos conceptos y una nueva forma de ver el mun-do. Kuhn califica este tipo de cambio conceptual como "revolución científi-ca". Para Lakalos constituyen un cambio en los programas de investigación.

Creemos que existen pautas análogas de cambio conceptual en el apren-dizaje. A veces los estudiantes utilizan conceptos ya existentes para trabajarcon nuevos fenómenos. A esta variante de la primera fase del cambio con- >-ceptual la denominamos asimilación. Sin embargo, a menudo los conceptospreexistentes en los estudiantes son inadecuados para permitirle captar losfenómenos satisfactoriamente. Entonces el estudiante debe reemplazar o re-organizar sus conceptos centrales. A esta forma más radical de cambio con-ceptual la denominamos acomodaciám.

Este punto de vista sobre la investigación y el aprendizaje implica una ca-racterística adicional. Creemos ,que la investigación y el aprendizaje sucedensobre el fondo de los conceptos vigentes del que aprende. Cuando la personase encuentra con nuevos fenómenos, debe confiar en sus conceptos vigentespara organizar su investigación. Sin estos conceptos es imposible, para lapersona preguntarse algo acerca del fenómeno, conocer lo que podrá consti-tuir una respuesta a la pregunta, o distinguir lo relevante de lo que no lo es.Sin conceptos el mundo es y seguirá siendo una "confusión molesta y zum-

3. En este artículo los términos "compromisos", "conceptos" y "concepciones" son equivalen-tes. Aunque estos ténninos, en particular los dos últimos, se refieren a diferentes niveles deconceptualización, no distinguiremos entre dichos niveles a lo largo del artículo.

4. Estas son palabras de Piaget, pero al usarlas no sobreentendemos ningún compromiso consus teorías.


bante", según la definición de Williams James. Tomando prestado el términoa Stephen .Toulmin (1972), nos referiremos a dichos conceptos que gobier-nan el cambio conceptuaí como una "ecología conceptual">,

Nuestro trabajo se ha centrado en los tipos de cambios conceptuales radi-cales que denominamos como acomodación. ¿Cómo tienen lugar las acorno-daciones? Trabajos recientes en filosofía de las ciencias sugieren que esta pre-gunta debe dividirse en otras dos. La primera es respecto a las condiciones enlas que una acomodación puede tener lugar. ¿Cuándo encuentran razonablelos individuos emprender una reorganización de orden superior de sus con-ceptos vigentes o reemplazar un conjunto de conceptos centrales por otro? Sin

, '~mbargo, incluso en una reorganización de orden superior, no se reemplazantodos los conceptos, Las personas retienen muchos de sus conceptos vigentes,algunos de los cuales van a funcionar como guía del proceso de cambio con-ceptual. Nos podemos pues preguntar qué tipos de conceptos tienden a guiar

...~roceso de acomodación. Esto es lo mismo, de hecho, que preguntamosacerca de las características de las ecologías conceptuales que gobiernan losprocesos de cambio conceptual de orden superior. Podemos, por lo tanto, ex-presar nuestra teoría de la acomodación como respuesta a dos cuestiones:1) ¿Bajo qué condiciones va a reemplazar un concepto central a otro?2) ¿Cuales son las características de una ecología conceptual que gobierna

la selección de nuevos conceptos?

Condiciones de la acomodícíón

Los puntos de vista en los que se basa nuestro trabajo difieren de los desus predecesores empiristas que estaban sugestivamente preocupados por lascondiciones de la acomodación. La mayor parte de las variedades del empi-rismo tienden a ver las bases de la aceptación de una teoría cientffica dadacomo la capacidad de dicha teoría para generar predicciones acertadas. Pun-tos de vista más recientes, sin embargo, sugieren que un enfoque adecuadode las bases de aceptación de una nueva teoría deben tener en cuenta el ca-rácter de los problemas generados por su predecesora y la naturaleza de la ;confrontación con la nueva teoría. .

5. Entendemos que este punto de vista es frontamente opuestó al empirismotradicional. Laidea central del empirismo, no hay nada en la mente que no haya estado antes en tos senti-dos", requiere de las personas que sean capaces de aprender en ausencia ·total de conceptosprevios; Creemos que ello es imposible. Una mente que comience como una tapia ras!! se-guirá siéndolo, pues no tendrá ningún sentido para ella el investigar [a experiencia.

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Hacia I/naleoría del cambio Cll/lCeplUal / GJ. Po,mer; K.A. Slrike; p, W, Hew.wn)' WA. Gel1Zol1 . 93

Un tema común en la literatura reciente es que los conceptos centrales ra-ra vez están relacionados directamente con la experiencia. En lugar de ello,sugieren las estrategias y los procedimientos mediante los cuales son asimi-lados los fenómenos. Por lo tanto, los conceptos centrales no son juzgadospor su inmediata capacidad para generar predicciones correctas. Son juzga-dos por sus recursos para resolver problemas en vigor. En palabras de Laka-tos (1970) los programas de investigación no son confirmados o negados,son progresivos o degenerativos. Los conceptos centrales son desechadoscuando han generado una clase de problemas para los que no parecen ofrecer __solución. Un punto de vista en competencia con otro será aceptado cuando :.,,_\ "parezca ofrecer el potencial de resolver estos problemas y generar una fructí- i",~'fera línea de investigación posterior. .-----l ¡,

También es importante hacer notar que los conceptos centrales de una h'persona son el vehículo mediante el cual un rango dado de problemas se ha- 'cen inteligibles. Tales conceptos pueden ser relacionados con la experienciaprevia, con imágenes o modelos que los hacen aparecer como obvios de for-ma intuitiva y que hacen que los conceptos en competencia no parezcan sóloerróneos, sino virtualmente ininteligibles. Así pues, a menudo, la primera ba-talla con que debe enfrentarse un conjunto de problemas centrales es lograraparecer como algo con sentido.

Este tipo de consideraciones sugiere que hay algunas condiciones de granimportancia que deben cumplirse antes de que suceda una acomodación. Lascuatro condiciones siguientes nos parece que expresan las condiciones queson comunes a la mayoría de los casos de acomodación:

1)Debe existir insatisfacción con las concepciones existentes. Los cientí-ficos y los estudiantes no van a realizar cambios de orden superior en susconceptos mientras no crean que cambios menos radicales no les servirán.Por lo tanto, antes de que suceda una acomodación, es razonable suponer queuna persona habrá recogido todo un conjunto de problemas sin solución o deanomalías, y perdido su fe en la capacidad de sus conceptos vigentes para re-solver estos problemase.

6. Hay, por supuesto, una considerable literatura, tanto en psicología (Smedslund, 1961; Kuhn,1972; Berlyne, 1965) como en educación científica (Driver, 1973; Stavy y Berkowitz,'1980), sobre el uso del conflicto coneptual o cognitivo en el desarrollo del pensamiento ydel cambio conceptual, pero la mayoría de esta literatura ha sido escrita dentro de una es-tructura estrictamente piagetiana [aunque Berlyne (1965) revisara el amplio uso de las situa-ciones conflictivas en educación]. Sin embargo, ningunos de estos trabajos parece estar ba-sado en una teoría del cambio conceptual del tipo de la presentada en este artículo. Es decir,centrada en los cambios fundamentales, en los conceptos centrales y organizadores de unapersona, desde un conjunto de conceptos a otro incompatible con el primero.

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2) Una nueva concepción debe ser inteligible. La persona debe ser capazde captar cómo puede el nuevo concepto estructurar la experiencia suficien-temente como para explorar sus posibilidades inherentes. A menudo los es-critores acentúan la importancia de las analogías y las metáforas al permitirotorgar un sentido inicial a los nuevos conceptos (Ortony, 1975; Belth, 1977;Black, 1962).

3) Una nueva concepción debe aparecer como verosímil inicialmente.Cualquier nuevo concepto que se adopte debe, al menos, parecer que tiene lacapacidad de resolver los problemas generados por sus predecesores. De otromodo no aparecerá como una elección plausible. La verosimilitud es tambiénresultado de la coherencia de los conceptos con otro conocimiento. Una nue-va idea en astronomía, por ejemplo, es menos posible que sea aceptada si esincoherente con el conocimiento en física o si, sencillamente, no tiene unarelación clara con la física. Los físicos anteriores al siglo veinte, por ejemplo,eran reacios a aceptar lo que los geólogos decían acerca de la edad del mun-do porque no tenían ninguna teoría que pudiera permitir al Sol dar energíadurante un periodo tan largo de tiempo.

4) Un llueve concepto debe sugerir la posibilidad de un programa de in-vestigación fructífero. Debe ofrecer la posibilidad de extenderse, de abrirnuevas áreas de investigación.

Factores de una Ecología Conceptual

Los conceptos vigentes de una persona, su ecología conceptual, influen-ciarán la selección de un nuevo concepto central. La literatura de la filosofíade las ciencias y nuestro propio trabajo (que pronto repasaremos) han sugeri-do que los siguientes tipos de conceptos son particularmente determinantesde la dirección de una acomodación:1) Anomalías: El carácter de los fallos específicos de una idea dada son una

parte importante de la ecología que selecciona su sucesor.2) Analogías y metáforas: Pueden servir para sugerir ideas y para hacerlas

inteligibles.3) Compromisos epistemológicos:

a) Ideales exploratorios: La mayoría de los campos tienen ideas específicasacerca de lo que constituyen explicaciones satisfactorias dentro del mismo.b) Puntos de vista generales acerca del carácter del conocimiento: AI- f1gunos criterios sobre el conocimiento satisfactorio, tales como la ele- \.gancia, la economfa, la parsimonia y el no ser ad hoc, parecen ser inde-pendientes de la materia específica. l'

Hacia llna Teoría del cambio cO/lcepTual / C.J. Po.mer; K.A. STrike; P. W. Hewson)' W.A. Cel1Zog 95

4) Creencias y conceptos metafísicos:a) creencias metafísicas sobre la ciencia: Las creencias sobre el orden,simetría y no aleatoriedad del universo son importantes a menudo en eltrabajo científico y pueden dar como resultado puntos de vista episte-mológicos que pueden hacer que se admita o se rechace unos tipos con-cretos de explicaciones. Estas creencias jugaron un importante papel enel pensamiento de Einstein. También tienen importancia aquellas creen-cias sobre las relaciones entre la ciencia y la experiencia cotidiana.b) Conceptos metafísicos de la ciencia: Conceptos científicos específi-cos tienen a menudo una cualidad metafísica, al ser creencias acerca dela naturaleza última del universo y ser inmunes a una refutación empíri-ca directa. Un ejemplo sería la creencia en el espacio o en el tiempo ab-soluto.

5) Otro conocimiento:a) Conocimiento de otros camposb) Conceptos competitivos: Una condición para la selección de un con-cepto es que debe aparecer como más prometedor que sus competidores.

El método

Para poder analizar los intentos de los estudiantes por llegar a compren-der la teoría de la relatividad, llevamos a cabo entrevistas con estudiantes ->

que habían seguido una unidad sobre relatividad especial con varios instruc~-tores de física, en un instituto universitario con un enfoque no matemático ycon un tipo de estudio autónomo cuyo ritmo era marcado por cada estudian- ,.,.te. En las entrevistas se presentaban dos problemas a los entrevistados y se ...-.les pedía que los resolvieran pensando en voz alta. En cada etapa se les pedíaque argumentaran sus respuestas, pero no se les intentaba enseñar las con-cepciones correctas en aquellos casos en los que sus respuestas eran incohe- _rentes con la teoría especial. El primer problema se refería a la forma de traObajar de un reloj de luz y sus implicaciones con el conc~pto de tiempo. El se-gundo problema implicaba la simultaneidad y la sincronización de relojes ,.,\distantes y fue seguido por la presentación de explicaciones escritas desde ."t,'

dos diferentes puntos de vista para que fueran leídas por los entrevistados y,después, las repitieran, como un ejercicio de comprensión".

7. Véase Posner et al. (1979) para una descripción completa del problema.


La Teoría con ejemplos de entrevistas

Ahora exploraremos con mayor detalle las condiciones que gobiernan laasimilación y la acomodación relacionándolas con las diversas característicasde una ecología conceptual como la anteriormente descrita. La aplicación dela teoría especial de la relatividad está ilustrada por ejemplos tomados de lasentrevistas con estudiantes e instructores de física.

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Inteligibilidad de una nueva concepci,?n ~vt:- l ( (j.Je "-'( (.lV'" fJ'( I !Jc.,yPara que un estudiante pueda considerar la adopción de una concepción

alternativa, debe encontrarla inteligible'. Debe quedar claro que la inteligibili-dad es una condición necesaria pero no suficiente para la acomodación. Lainteligibilidad, en un primer nivel superficial, requiere la comprensión de lostérminos que la componen y de los símbolos usados, así como de la sintaxisdel modo de expresión. Para algunas concepciones nuevas, este aspecto esfácil de alcanzar. La teoría especial no es excesivamente complicada para losestudiantes de instituto con una base algebraica adecuada. Sin embargo, co-mo demuestran recientes investigaciones en comprensión del lenguaje, el en-contrar un discurso (o, en este caso, una teoría) inteligible requiere algo másque el simple conocimiento del significado de las palabras o de los símbolos.También requiere la construcción o identificación de una representación co-herente de lo que quiere decir (Bransford y Johnson, 1973). De hecho, afir-

,1 mamos que una teoría no puede funcionar psicológicamente mientras no estáti representada internamente por el individuo.

En general, las representaciones pueden estar formadas por proposiciones opor imágenes, o por tramas de proposiciones y/o imágenes interrelacionadas. Sepuede, por ejemplo, representar las distancias de un viaje entre las ciudades delEstado de Nueva York como unas series: Ithaca-Albany, 165 millas; Albany-Si-racusa, 60 mi11as;Albany-Nueva York, 150 mi11as,etc. O puede representarseesta misma información como una matriz, formada al escribir cada ciudad tantoen los ejes horizontal como vertical de la matriz, y cada punto de la matriz con-tendrá las distancias entre las ciudades representadas en cada uno de los puntosde intersección. Y también puede representarse la misma información de formamás económica, por medio de un mapa del Estado de Nueva York en el queexistan líneas que conecten pares de ciudades, con la distancia expresada en ca-da línea del mapa. De forma similar, puede representarse la misma informaciónmediante una tabla de afirmaciones o un diagrama de Venn, con las distanciasentre ciudades indicadas como proposiciones o imágenes, respectivamentes,

8. Estos ejemplos están todos adaptados de Jerome Bruner (1966) .

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Hacia /liJa teoría del cambio conceptual! CJ. Posner; K.A. Strike; P. W. HewsolI J W.A. Certzog 97

Las representaciones funcionan tanto de forma pasiva como de forma ac- \tiva. Funcionan de forma pasiva como formatos en los que debe acoplarse lainformación. En tareas de comprensión de párrafos, por ejemplo, las frases (anómalas pueden prestarse a confusión (o ser ininteligibles), porque no pue-den acoplarse con las representaciones que se han construido y, por lo tanto,no entran fácilmente dentro de la memoria del lector (Bransford y Johnson,1973)",[as representaciones también funcionan activamente como una plani-ficación para dirigir la atención de la P9sona y conducir investigaciones conun propósito definido (Neisser, 1976)¡La incapacidad de los lectores para re-cordar una frase anómala en un párrafo que seria coherente sin ella puede seratribuida a la inatención que le presta el lector.

Las diferentes funciones de una representación se muestran, de forma dra-mática, en la comparación entre las respuestas de un estudiante, ON, que se en-cuentra con la relatividad por primera vez, y de un instructor, ET, que ha dadoclases de física, pero no de relatividad, durante años. Ambos leen explicacio-nes escritas de un problema de simultaneidad, que transcribimos parcialmente:

Cuando E llegó junto a A, colocaron ambos sus relojes en cero y me en-viaron una señal de sincronía. Al estar a una distancia dablC de A cuandollegó la señal, coloqué mi reloj para que diera una lectura t = dable. Por lotanto el reloj E y el mío estaban correctamente sincronizados cuando E esta-ba en el punto A, perodado que los relojes en movimiento van más despacio,cuando E me alcanzó, su reloj se había retrasado con respecto al mío.

El recuerdo de ON acerca de esta sección fue, sin dudarlo, lo que sigue:

(Dijo S) que cuando E alcanzóel punto A, sincronizaron sus relo-jes en cero, y en ese punto él envió una señal a S, y S sincronizó sureloj con t igual a la distanciaAS partida por la velocidady por eso Sdijo que lo había hecho porque los relojes en movimiento van másdespacio, E se retrasó.

No había ninguna indicación sobre algún funcionamiento activo. Intenta- 1\

ba dar la explicación escrita sin comentarios. Había llegado a su propia solu- /1:ción al problema, pero no había comparación entre la explicación escrita y su 1.[................-

propio intento precedente. Como contraste, éste fue el recuerdo de ~ de lamisma sección:

(E dijo) que envió una señal de sincronía a S, y ello difiere delacercamientoque iba a tener B al verJo.Y, aparentemente,en este ca-so S consideraba que (E) le había enviado una señal de sincronía yque la distanciaque ésta había viajado (pausa), sí, veamos, de ahí esde donde deduce su velocidad,su velocidadrelativa


La representación que ET construye, funciona activamente para dirigir suatención al comentar la explicación escrita y para conducir una búsqueda decualquier tipo de información que pueda ser utilizada para aclarar dificulta-des en su propia solución del problema. Como dice posteriormente:

Mire, no recuerdo qué decía, no intentaba realmente recordarlo,sino aclarar mis propias ideas .....

Supongo que fuí selectivo en mi lectura, intentando entresacar (dela explicación) lo que podría clarificar mis ideas.

I La forma en que la persona representa el conocimiento y las teorías deter-mina su habilidad para dar sentido y utilizar esas nuevas ideas. Sólo si el es-tudiante construye psicológicamente una representación coherente y con sen-tido de una teoría puede ésta convertirse en un objeto de valoración y en uninstrumento del pensamiento. Sólo una teoría inteligible puede ser candidataa una nueva concepción en un cambio conceptual.

¿Cuán difícil es esta tarea en relación con la relatividad especial? Eins-tein (1954) describía así los dos postulados básicos de la relatividad especial:

Cada ley universal de la naturaleza que es válida en relación con un siste-ma de coordenadas C, debe ser válida también, en sus fundamentos, en rela-ción con un sistema de coordenadas C', que se encuentra en movimiento detraslación uniforme con respecto a c.....

El segundo principio, en el que reposa la teoría de la relatividad especial,es el principio de "la velocidad constante de la luz en el vacio". Este princi-pio afirma que la luz en el vacio siempre tiene una velocidad definida de pro-pagación (independientemente del estado de movimiento del observador y dela fuente de luz) (pág. 224-225).

La construcción de una representación coherente de los dos postulados dela teoría por separado no es excesivamente difícil. Puede imaginarse un esta-do de cosas donde cada uno de los dos sea cierto por separado, aunque cuan-to más fuerte sea la aceptación de la mecánica de Newton, más difícil seráimaginar un mundo en el que el postulado acerca de la constancia de la velo-cidad de la luz sea cierta. Pero, para compensar, la inteligibilidad de cadauno de los postulados de Einstein no es particularmente problemática. La in-teligibilidad de la teoría como un todo, sin embargo, es otra cuestión. Encon-trarla comprensible entraña imaginar un mundo en el que los dos postuladosde Einstein son ciertos al mismo tiempo, con las lógicas implicaciones de lospostulados sobre las nociones de espacio y de tiempo. Esta es una ardua ta-rea. Para hacerlo aún más difícil, es posible aplicar los postulados y fórmulasde la relatividad especial de una forma superficial, sin realizar esa revisiónnecesaria de las propias concepciones del espacio y el tiempo que están de

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acuerdo con la teoría; o incluso sin haber entendido todas las implicacionesde sus principios. Por 10 tanto, tanto el instructor como el estudiante puedenmezclar erróneamente la inteligibilidad de las partes -los postulados de la teo-ría especial- con la inteligibilidad del todo.

La verosimilitud inicial de una nueva concepciónUna de las fuentes de la dificultad de la teoría especial de la re\atividad es .

de su falta de verosimilitud inicial para los estudiantes de física. Sin importar·lo inteligible que pueda ser la teoría, puede, aún, aparecer como contraintui-tiva. ¿Qué hace a una teoría como la de la relatividad especial contraintuiti-va?

Se puede pensar en la verosimilitud inicial como un grado anticipado deacople de una nueva concepción dentro de una ecología conceptual existente.Parece haber al menos cinco formas por las que una concepción puede serinicialmente verosímil:1) Se ve coherente con los compromisos epistemológicos y las creencias

metafísicas en vigor, es decir, con las propias asunciones fundamentales.2) Se ve coherente con otras teorías o conocimientos.3) Se ve coherente con la experiencia anterior.4) Se encuentran, o se pueden crear imágenes para la concepción que enca-

jan con el sentido propio de lo que es o puede ser el mundo.5) Se encuentra a la nueva concepción capaz de resolver problemas de los

que ya se es consciente (es decir, resolver anomalías)?De estos cinco factores, el primero parece ofrecer el mayor poder expli-

cativo en relación con las dificultades con que se encuentran los estudiantesque intentan aprender la teoría especial de Einstein. Examinemos las asun-ciones fundamentales que soportan en su tarea de aprendizaje.

Un conjunto de asunciones fundamentales son los propios compromisosepistemológicos básicos. Einstein (1944) estaba comprometido con dos prin-cipios epistemológicos fundamentales:1) Una teoría no debe contradecir los hechos empíricos, y2) Las premisas de una teoría deben estar caracterizadas por su "naturalidad"

o "simplicidad lógica", una especie de "perfección interna" de la teoríaEstaba tan comprometido con estos dos principios que era capaz de apli-carlos por encima de todo, aunque su aplicación implicara un rechazo delas nociones de sentido común del espacio o del tiempo.

9. La presente discusión se centrará únicamente en el primero de los cinco caminos, es decir.en las asunciones fundamentales de la persona. En la siguiente parte trabajaremos sobre elúltimo de estos caminos. Allí discutiremos la función doble de las anomalías.


No es necesario decir que los estudiantes no siempre comparten los com-promisos epistemológicos de Einstein, sino que sus propios compromisos pa- ~recen ser altamente significativos al determinar qué van a encontrar como ./"inicialmente verosímil y, por lo tanto, al conformar sus cambios conceptua-les. Sin embargo, es importante buscar cuáles son los compromisos episte-mológicos que tienen los estudiantes, si se quiere entender lo que van a en-contrar como inicialmente verosímil o inverosímil y, en general, si se quierecomprender sus procesos de cambio conceptual. ¿Cuál es su teoría de las teo-rías? ¿Cuál es su teoría del conocimiento? ¿Cuál es su punto de vista sobre larelación del conocimiento disciplinar con el conocimiento cotidiano?

Las creencias metafísicas de 'los científicos, al igual que los compromisosepistemológicos, son núcleos básicos de la concepción. La creencia metafísi- ':ea científica central que hace entrar en conflicto directo la relatividad espe-cial con sus inmediatas predecesoras es su rechazo de un espacio y un tiempo iabsolutos en favor de una interpretación que considera al espacio y al tiempo Iv;.-relativos a un sistema inercial dado. Mientras los estudiantes estén firme.:/rmente comprometidos con un espacio y un tiempo' absolutos, seguirán en- \contrando la teoría especial contraintuitiva.

Un buen ejemplo de un compromiso tal es el que proporciona el estu-diante CP, que señala su creencia de un tiempo absoluto explícita y repetida-mente. En respuesta a una parte del problema de la simultaneidad (para elque la teoría especial predice que dos relojes marcan un tiempo diferente)responde así:

(CP) Quiero decir, ¿Cómo pueden cambiar? ¿El tiempo sólotranscurrecon un ritmo, o no?

Después de leer la explicación escrita que muestra la derivación de lapredicción relativista, el entrevistador le sigue preguntando:

(1)¿Y qué hay acerca de la cuestióndel tiempoabsoluto?(CP) No puedo decir que no sea verdad.....

CP no sólo afirma su creencia en el tiempo absoluto, sino que más tardemuestra como lo defiende en una discusión sobre los problemáticos resultadosdel problema de la simultaneidad que asimila con una concepción ya existente:

(1)Sólo te preguntocómo te sientes ante resultados comoestos.(CP) Bueno, quiero decir, el tiempo absoluto, parece proseguir al

mismo ritmo por todas partes. Parece natural que sea una constanteentodas partes.Quiero decir, aunque se den estos resultados.

oi.......

Hacia una teoría del cambio conceptual/ G.J. Posner; K.A. Strike; P. W. Hewson y W.A. Gemog 101

(1)Parecen resultadosbastante extraños. ¿Qué actitud tomas antesestos resultados?

(CP) Digo que en realidad no quieren decir demasiado; dependede cuál sea tu formade verJo.¿Es como la energía potencial,que de-pende de dónde definasel cero?

(1)¿La cantidadde energía potencialde la que dispones?(CP) Si relativaa lo que pase.

La referencia de CP a la energía potencial es significativa al concretaruna concepción que le permite contemplar los valores que da a una variablecomo arbitraria, que depende únicamente de la posición del observador. In-tenta resolver algunos resultados contraintuitivos del punto de vista del tiem-po de Einstein construyendo una analogía entre el tie!:Tlpoy la energía pot~~- k<'cial. No importa que la analogía se haga pedazos en un análisis algo más ¡-

avanzado; le sirve para afirmar su creencia en el tiempo absoluto.Tendríamos ahora que hacer notar la importancia de la fuerza y la profun-

didad de una creencia metafísica al determinar si va a suceder o no una aco- ,V-modación. Al ser el compromiso de CP con el tiempo absoluto tan/fuerte, laacomodación es una opción menos atractiva para él que la asimilación, y por e::--lo tanto necesita ser capaz de hacer coherentes su creencia en el tiempo abso-luto y su entendimiento de la relatividad especial. Lo consigue, para su satis-facción, al usar la analogía de la energía potencial. ..__

Un tutor del curso, SL, provee óleo 'éjéiñplo de un intento de asimilar loshallazgos de la teoría especial dentro de una concepción existente, en este ca-so de una forma más sofisticada y detallada. Muestra un compromiso con lamecánica de Newton muy firme, que requiere que los objetos tengan propie-dades fijas, como dimensiones, peso, etc., y que las explicaciones de los fe-nómenos sean dadas en términos de estos objetos y sus interacciones. Al ha-blar del problema de las barras decrecientes y de los relojes que se atrasan,dice:

(SL) Las veo como... como cambiando de tamaño, o cambiandode tiempo, pero no puedo hablar con la persona que se está moviendoa la misma velocidad que la barra o el reloj. Me dice que no cam-bian..... creo que no han cambiado, sino que la forma con que las con-templo es lo que ha cambiado..... Creo que estoy apostandopor el he-cho de que la personaque está viendo estas cosas en reposo,que tienesu reloj en reposo, su barra de un metro en reposo, tiene (pausa)algomás de derecho para decir que es lo que está sucediendo realmentecon la barra.

Un poco más tarde sigue:


(SL) Pero no me siento incómodo con la idea del acortamientopor velocidad. Digo, siento que es una percepción. Diría que es unacortamiento. Sé, en lo más profundode mi mente,que mi amigo quese encuentra viajando con esa barra de un metro me está diciendoque, según lo que él puede ver, mantienesu longitudy creo lo que medice, está bien.

(1) ¿Yeso no es conflictivo?(SL) No, porque el hecho de que se encuentre en movimientoha-

ce que aparezcan ante mi como máscortas.

Aquí SL insiste en seguir tratando la longitud como una constante, inde-pendiente de los sistemas de referencia. Se ve llevado, por tanto, a tratar lasafirmaciones de la teoría especial concernientes a la relatividad de las dimen-siones como distorsiones de la percepción.

Lo que nos interesa en este punto es que SL revela este compromiso alusarlo como la concepción a la que él asimila los resultados de la relatividadespecial. Para hacerlo tiene que hacer dos asunciones auxiliares: el que unabarra que disminuye de tamaño constituye un problema de percepción, y queno se encoge ["Siento que (las barras y los relojes) no han cambiado) sino quelo que ha cambiado es la forma con que las contemplo"], y, por otra parte,que inicialmente es una explicación mecánica, en términos de objetos y sumovimiento, lo que se necesita para explicar por qué los relojes van más des-pacio ("No lo veo con profundidad ... pero creo que puede hacerse"). Ningunade estas concepciones es necesaria o incluso coherente con una perspectivaeinsteniana basada en un reanálisis del espacio y el tiempo. Sin embargo, jue-gan una parte integral en la protección de los compromisos metafísicos de SL.

Insatisfacción con las concepciones ya existentes10Una nueva concepción no va a reemplazar a una antigua, por lo general,

mientras ésta no se encuentre con dificultadest! y una concepción nueva einicialmente verosímil sea capaz de resolver estas dificultades. Es decir, lapersona debe, en primer lugar, no estar del todo satisfecha con una concep-ción existente antes de considerar seriamente una nueva. Una de las fuentesmayores de insatisfacción es la anomalía. Una persona experimenta una ano-,malía cada vez que intenta asimilar, sin lograrlo, una experiencia o una con- \

\

10. El lector puede ver como esta sección da cuerpo a alguno de los puntos que se habían sus-citado en las secciones previas. Sin embargo, y por motivos de claridad y brevedad, estasección está colocada fuera de orden en relación con la lista de las condiciones presentadaanterionnente.

11. Lakatos (1970) denominaba a estas dificultades "datos recalcitrantes".

Hacia /lila teoría del cambio concepTllal / G.J. Posller; K.A. Strike; P. W. Hew.wn}' W.A. Gemo!! 103

cepción dentro de su trama de concepciones. Existe una anomalía cuando sees incapaz de asimilar algo que era, presumiblemente, asimilable. En otraspalabras, cuando no puede darse un sentido a algo. Cuando la persona (cien1tífico o estudiante), se encuentra frente a una anomalía, tiene varias alternatiivas. Puede llegar a la conclusión de que las concepciones propias requierealgunas revisiones fundamentales (en este caso, una acomodación) para eliminar el conflicto. Pero esto es lo más difícil y, por, tanto, el enfoque menosusual, sobre todo cuando existen otras posibilidades:1) rechazo de la teoría observacionaJl2.2) despreocupación por los resultados experimentales, fundamentada en que

son irrelevantes en relación con la propia concepción.3) una compartimentalización del conocimiento, de forma que se eviten los

conflictos provocados por la nueva información en contraste con el conoci-miento anterior ("la ciencia no tiene nada que ver con el mundo real"); y

4) un intento de asimilar la nueva información con concepciones ya existen-tes (por ejemplo, la "newtonización" delos fenómenos relativísticos).Este análisis sugiere que la presentación de anomalías sólo producirá in-

satisfacción con una concepción existente si:1) Los estudiantes entienden por qué los resultados experimentales presen-

tan alguna anomalía.2) Los estudiantes creen que es necesario reconciliar los resultados con sus

concepciones existentes.3) Los estudiantes están comprometidos a reducir las incoherencias entre las

creencias que tienen; y4) Se hace ver que los intentos por asimilar los resultados con las concep-

ciones previas ya existentes no funcionan.Dada la improbabilidad de que estas condiciones se den en su conjunto,

no es asombroso el que sean pocos los estudiantes <¡uesientan que sus con-cepciones son debilitadas por las anomalias. ¿Por qué habrían de tener encuenta alternativas al punto de vista de Newton (o cualquier otro punto devista, que sea suyo) cuando no están convencidos de la inadecuación de susconcepciones? La búsqueda de anomalias efectivas y viables es de importan-cia primordial si se quiere tomar en consideración seriamente a la acomoda-

,----/'

.>

12. Los informes de observaciones no son neutrales. En vez de ello, las observaciones son des-critas e interpretadas por medio de conceptos tomados de alguna teoría, o alguna teoría esasumida al tratar los datos de la observación. FJ tratamiento de las observaciones de la des-viación al rojo como medida de las distancias asume una teoría de la luz y, en algunos ca-sos, de la relatividad. Incluso el uso de los telescopios asume una teoría óptica. A las teoríasque funcionan para describir o interpretar los datos las llamaremos teorías observacionales.


ción como objetivo. ¡Aún no se ha hecho un recuento de anomalías históricas(como la del experimento Michelson-Morley) !

Asumiendo que se haya resuelto este gran problema instruccional, puedeproseguir el proceso de acomodación. Si la insatisfacción creada con respec-to a la concepción existente, por medio de su incapacidad de dar sentido a laexperiencia, es seguida por una alternativa inteligible que resuelva o prometa /resolver algunas de las anomalías de la predecesora, entonces la nueva con- ./cepción será plausible. Hay poca evidencia en las entrevistas de que los estu-diantes fueran conscientes de las anomalías, aunque estuvieran incluidos enel curso dos vídeos con experimentos. Es significativo que el más claroejemplo de la falta de consciencia de un alumno con respecto de un cornpor- /tamiento anormal estuviera acompañado de una fijación debida a su compro-miso epistemológico.

HU dedujo un resultado erróneo de su punto de vista acerca del principiode la relatividad; según él serían diferentes las imágenes de los mismos relo-jes tomadas en el mismo instante, por dos cámaras que se mueven la una ha-cia la otra. El entrevistador busca confirmar este punto de vista:

(1) Entonces lo que dices es que no pueden coincidir; que no coin-cidirán, pues en el mismo momento ven diferentes cosas ....

(HU) Sí.(1) Y ello, ¿no te molesta?(HU) Al principio si me molestaba, pero cuando lo piensas y te lo

representas, no ves ninguna razón por la que tengamos que limitamosa una sola trama mental. Me gusta pensar de manera abstracta y pue-do verJo. Tuve problemas en darrne cuenta de que las dimensionespodían cambiar, también, ¿sabes?, ¡pero ya no! No, no me molesta.Sólo que no lo vemos porque nuestras velocidades son muy lentas.Tiendo a creer los datos que han descubierto los científicos, y cuandote dicen que un electrón -¿qué era?- un mesón, se comporta según laspredicciones, ¿qué puedes hacer? Y una vez que has visto los hechos,puedes ampliar tu imaginación.

La epistemología mostrada por HU es sencilla y empirista: las teorías se r..,/derivan de la evidencia experimental. También parece exhibir un alto gradode tolerancia hacia las incoherencias teóricas, tolerancia que le impide verque ha cometido un error. Sin embargo, HU ha mostrado una anomalía: losmecánicos newtonianos calculaban que la vida de un mesón debía ser muchomás corta de lo que se observa experimentalmente. Por lo tanto, HU ve unaanomalía, ve la concepción alternativa, y su compromiso epistemológico per-mite su verosimilitud.

~. <>.-

Hacia una leoría del cambio conceplual / G.l. Posner; K.A. 5lrike; P. W. Hewson)' W.A. Gertzog J 05

Posibilidades que abre la nueva concepción

Una vez vista una alternativa verosímil e inteligible de una concepciónexistente, que resuelve anomalías aparentes, los estudiantes deben intentar,de forma activa, aplicar sus nuevas concepciones al mundo; esto es, debenintentar interpretar la experiencia con ellas. Si la concepción nueva no sóloresuelve las anomalías de su predecesora, sino que también lleva a nuevasformas de ver las cosas y nuevos descubrimientos, entonces la nueva concep-ción será fructífera y su acomodación parecerá conveniente.

Un breve examen de las posibilidades de la teoría especial, para los cien-tíficos profesionales, puede sugerir algo del potencial de esta teoría. Los es-tudiantes deben ser conscientes de este potencial, si tienen que compartir laidea de que la teoría es indudablemente fructífera y, por lo tanto, provechosoel acomodarla:1) Como una herramienta en el diseño de aceleradores de partículas (mecá-

nicos relati vistas).2) Como una herramienta tecnológica en el desarrollo de armas y reactores

nucleares.3) Como una herramienta teórica y tecnológica, en la quLímica nuclear, para

la predicción de los productos de las reacciones nucleares.4) Como una base teórica (acompañada de la teoría de los cuantos físicos)

para el desarrollo de la Física moderna..En tanto en cuanto el estudiante pueda entender estas contribuciones y

seguirles la pista hacia los postulados de la teoría especial, podrá comenzar aapreciar las posibilidades reales de la teoría.

El carácter de la acomodación

Nuestra descripción de las cuatro condiciones necesarias para una aco-modación adecuada, puede haber indicado las características principales deun proceso lineal: la insatisfacción de los estudiantes con la física newtonia-na; seguida de la comprensión por parte de los estudiantes de la relatividadespecial; que lleva a una creencia en su verosimilitud inicial; y teiminandopor la creencia de que la teoría es fructífera.

Sin embargo, de quedar claro que este resumen está simplificado en ex-tremo, desde el momento en que las concepciones básicas, incluyendo la re-latividad, son tan complejas que en un instante concretó se pueden acomodarciertos aspectos pero no otros. Hemos descrito la acomodación, por supuesto,como un cambio radical en el sistema conceptual personal. El que una aco-

,:...,r.

/06 Constructivismo y Enseñanza de las Ciencias

modación sea un cambio radical no quiere decir, sin embargo, que sea abrup-to. Indudablemente, existen razones para suponer que la acomodación, paralos estudiantes, es un asunto gradual y que se efectúa poco a poco. No pareceque los estudiantes se encuentren en disposición de captar, desde el primermomento, cualquier teoría en su totalidad y sus implicaciones respecto almundo. La acomodación, para ellos, puede ser un proceso en el que se dé unprimer paso hacia una nueva concepción aceptando alguna de sus afirmacio-nes y modificando después, gradualmente, algunas de sus ideas, al darsecuenta con mayor amplitud del significado y las implicaciones de los nuevoscompromisos. La acomodación es, sobre todo en el inexperto, más bien unajuste gradual de sus propias concepciones, de manera que cada nuevo ajustesienta las bases de ajustes posteriores, un proceso cuyo resultado es una reor-ganización sustancial de los propios conceptos centrales.

Nuestras entrevistas indican también que lo que puede parecer inicial-mente una acomodación puede ser, sin embargo, algo que no llega a ese ni-vel. Como indica la entrevista con SL, las personas que aceptan los dos pos-tulados de Einstein pueden no entenderlos de una forma nada einsteniana. Amenudo nos encontramos con que estudiantes que habían aceptado los dospostulados, empiezan a darse cuenta de sus implicaciones contraintuitivas ode sus conflictos con las nociones newtonianas del tiempo y del espacio, conlo que se debilitan sus compromisos con los dos postulados. Los estudiantesvan a utilizar, típicamente, varias estrategias para escapar de la total acepta-ción de los dos postulados o para reconciliarlos con las asunciones newtonia-

1 nas.La acomodación deberá, pues aguardar a que se realicen previamente al-I gunos intentos infructuosos. No parece caracterizarse la acomodación ni por

una repentina inspiración, en la que las ideas caen para ser reemplazadas porotros puntos de vista, ni por una progresión lógica de un compromiso a otro.En su lugar, implica bastantes rodeos, muchas salidas falsas y errores, y cam-bios de dirección frecuentes.

Implicaciones educativas

Enseñar ciencias proporciona una base racional para un cambio concep-tual. Hemos visto que los cambios conceptuales fundamentales, llamadosacomodaciones, pueden implicar cambios en las propias asunciones funda- .mentales respecto al mundo, sobre el conocimiento y en relación con el sa-ber, y que tales cambios pueden ser agotadores e incluso amenazantes, parti-cularmente cuando la persona está firmemente comprometida con sus asun-ciones previas. Hemos visto que las personas se resisten a realizar tales cam-

Hacia una teoría del cambio conceptual / G.J. Posner; K.A. Strike; P. W. Hew.wlI J W.A. Gertzog J 07

bios, hasta que se encuentran insatisfechas con sus conceptos vigentes y en-cuentran una alternativa inteligible y verosímil que parece fructífera paraproseguir con la investigación.

Dos características de una ecología conceptual, en particular, se muestrancomo guías del proceso de cambio desde una concepción a otra: 1)anomalías,y 2) presupuestos fundamentales sobre la ciencia y el conocimiento.

Si los estudiantes las toman en serio, las anomalías aportan la clase deconflicto cognitivo (similar al concepto de Kuhn de estado de "crisis") queprepara su ecología conceptual para una acomodación. Cuanto más seria ":.-consideren los estudiantes a la anomalía, más insatisfechos se encontraráncon sus conceptos vigentes, y más preparados estarán, en último término, pa-ra acomodar los nuevos conceptos. Las creencias metafísicas y los compro- ,,1, ~&.

misos epistemológicos forman la base sobre la que se emiten los juicios so- o ~/bre un nuevo conocimiento. Por lo tanto, un cambio conceptual será racional {/o"" {-;".1 (\

/ / en tanto en cuanto los estudiantes dispongan de los requisitos de juicio nece-sarios para el cambio. Si un cambio hacia la relatividad especial requiere de '" ' r :

un compromiso con la parsimonia y la simetría de las teorías físicas (como eSI'" L"rel caso de la Física de Einstein), entonces los estudiantes que no tengan di- 'chos .cornpromisos no tendrán una base racional para dicho cambio. Los es- re,.,

. tudiantes, enfrentados con una situación tal, si aceptan la teoría, lo harán for- ,zados por bases no racionales, como, por ejemplo, porque lo dice el libro Ol/ ',. ¡'

porque el instructor dice que es la "verdad".Nuestro estudio de la historia de las ciencias revela que muchos de los t »

cambios conceptuales que se han dado en las ciencias han sido llevados a ca-bo en base a las asunciones fundamentales de los científicos, más que por la ,.

" ,.{

toma en consideración de anomalías empfricasü. La teoría de la relatividad ' tespecial de Einstein puede ser uno de estos casosr-. Sin embargo, al no poder v-v-::

ni tan siquiera plantearse que en un curso de introducción a la Física se ense- \'("ñe a los estudiantes los requisitos de juicio para una acomodación a la relati-vidad especial, los profesores de física deberán basar la preparación de los ---'estudiantes para la acomodación con "anomalías".

Nuestros problemas, sin embargo, quedan sin resolver. La mayoría de lasanomalías no van a verse como tales por los estudiantes sin una compren- ~,_

13. Véase el informe sobre Copémico de Burtt (1962, pags. 36-62). La teoría de Copémico noera una respuesta a anomalías, sino que fue presentada únicamente como una interpretaciónmás sencilla y annoniosa.

14. Los resultados empíricos anómalos en relación con la ffsica de Newton, pero coherentes conla teoría de Einstein, fueron desarrollados años después de que fuera propuesta la teoría dela relatividad.


sión real por su parte de la teoría observacional en que se fundamenta el ex-.»érimento. Esto quiere decir que la mayoría de los experimentos no son en

/ absoluto "transparentes". ¿Quiere ello decir que la teoría especial de la rela-tividad puede únicamente hacerse, cuando más, inteligible y parcialmenteverosímil, pero nunca totalmente aceptable, para los estudiantes que estánfirmemente comprometidos con un conjunto de creencias metafísicas y com-promisos epistemológicos? Una cosa es educar a los físicos a lo largo decuatro o seis años en un conjunto dado de criterios estandarizados. Otra cosatotalmente diferente es cumplir este objetivo en un curso introductorio a laFísica, además de impartir en él una gran cantidad de contenidos. Y además,¿cómo se puede demostrar sus posibilidades en el tiempo limitado de que sedispone?

Si se acepta, por lo tanto, que la acomodación de la teoría especial de larelatividad corre el riesgo de ser muy difícil, si no imposible, ¿hay algo quepuedan hacer los educadores para permitir a los estudiantes de Física acorno- /dar sus nuevas concepciones des4e~!1.lLhasjUitcjºnal? Examinemos las im-plicaciones de nuestra investigación sobre la educación científica. Estructu-raremos dichas implicaciones en forma de preguntas y sugerencias construi-das a partir de nuestra in.vestigación.

Objetivos curricularesNuestra discusión acerca del papel crítico que juegan los presupuestos

fundamentales que tiene el estudiante sobre el mundo, nos plantea serias du-das sobre los objetivos de los cursos de ciencias. Si el proceso de cambioconceptual debe fundamentarse sobre unas bases racionales, los estudiantesdeben ser inmunizados contra el tipo de adoctrinamiento inevitable que ocu-rre cuando ni el profesor ni el estudiante conocen sus propias asuncionesfundamentales, y aún menos las propias de la ciencia que están enseñando y /aprendiendo. La cuestión principal que debe plantearse acerca de los objeti-vos curriculares, como resultado fundamental de nuestra discusión en estedocumento, es la que sigue: ¿es realista esperar que la instrucción científicaproduzca acomodación en los estudiantes, en vez de esperar únicamente que>los ayude a dar sentido a lasl}.~ Y, en segundo lugar, ¿debe seresto una expectativa para todos los estudiantes o sólo para ciertos grupos, co-mo los más dotados en ciencias? En el caso de que se de una respuesta afir-mativa a la primera pregunta, el contenido de lo escrito previamente sugiereque intentemos desarrollar en los estudiantes:1) La conciencia de sus supuestos fundamentales y de los implícitos en la

teoría científica.2) La exigencia de coherencia entre sus creencias sobre el mundo.

Hacia una teoría del cambio conceptual / C.J. Posller; K.A. Strike; P. W. Hewson)' W.A. CelTZog 109

3) La conciencia de los fundamentos epistemológicos e históricos de laciencia moderna.

4) Alguna comprensión acerca de las posibilidades de las nuevas concep-ciones.La extensión con que cada uno de estos puntos debe contemplarse será

cuestión de futuras investigaciones.

ContenidosSi queremos producir un cambio conceptual fundamentado racionalmente

en los estudiantes, según lo que hemos escrito anteriormente, el contenido delos cursos de ciencias debe ser tal que haga las teorías científicas inteligibles,verosímiles, y fructíferas. Para darle expresión a este requerimiento general,aparecen como necesarias las siguientes condiciones:1) Debe darse mayor énfasis a la asimilación y acomodación por los estu-

diantes que a la simple "carga" de contenidos.2) Deben incluirse "anomalías retrospectivas", concretamente si algunas

anomalías históricamente válidas son difíciles de comprender, o, como enel caso de la teorí~ especial, no son las principales responsables de produ-cir el cambio conceptual 15.

3) Debe enseñar a los estudiantes la suficiente teoría observacional, de for-ma que puedan comprender las anomalías seleccionadas.

4) Debe usarse cualquier metáfora, modelo y analogía disponible que haga ala nueva concepción más inteligible y verosímil.

Estrategias didácticasSe concibe la enseñanza, típicamente, como una actividad que clarifica V

contenidos que se presentan en textos, que explica la solución de los proble-mas, demuestra principios, proporciona experimentos de laboratorio y com-prueba los recuerdos y la habilidad para aplicar el conocimiento a los proble-mas. Es decir, la enseñanza es algo que sirve para recordar y asimilar. Parallevar a cabo una enseñanza basada en los principios de acomodación, podrí-an efectuarse los siguientes cambios, según el enfoque que implica nuestrainvestigación:1) Desarrollar lecturas, demostraciones, problemas y experimentos de labo-

ratorio que puedan usarse para crear conflictos cognitivos en los estu-diantes. Entre otras cosas, se pueden considerar qué tipos de problemasdomésticos pueden crear la clase de conflictos cognitivos necesarios co-

15. Véase Anthony P. French (1968, pags. 6-29), como ejemplo del uso de anomalías retrospec-tivas en la enseñanza de la teoría especial de la relatividad.

lIO Constructivismo y Enseñanza de las Ciencias

mo preparación para una acomodación y qué experimentos de laboratoriopueden ser utilizados para ayudar a los estudiantes a experimentar ano-malías (Stavy y Berkowitz, 1980)

2) Organizar la instrucción de forma que los profesores puedan pasar unaparte sustancial de su tiempo diagnosticando los errores del pensamientode los estudiantes e identificando las acciones utilizadas por los mismospara resistir a la acomodación.

3) Desarrollar los tipos de estrategias que los profesores pueden incluir den-tro de su repertorio para tratar los errores y acciones de los estudiantesque interfieran con la acomodación.

4) Ayudar a los estudiantes a dar sentido al contenido científico representan-do para ello este contenido en múltiples formas (por ejemplo, oral, mate-mática, concreta-práctica y plástica) y ayudando a los estudiantes a tradu-cir de un tipo de representación a otro (Clement, 1977).

5) Desarrollar técnicas de evaluación que ayuden a los profesores a seguirlos procesos de cambio conceptual en los estudiantes (por ejemplo, la en-trevista clínica de Piaget) (Posner y Herzog, 1982).

El papel del profesorEl profesor como clarificador de ideas y presentador de información no

es adecuado para ayudar a los estudiantes a acomodar nuevas concepciones.Nuestra investigación sugiere que el profesor debe asumir dos funciones máspara facilitar la acomodación en el estudiante. Para estas funciones el profe-sor debe ser:1) Un adversario, en el sentido del tutor socrático. En este papel, el profesor

confronta al estudiante con el problema, provocando sus intentos por asi-milar las nuevas concepciones. (Un aspecto preocupante es la necesidadde evitar el papel de adversario de los estudiantes como personas, mien-tras lo mantiene y desarrolla contra sus concepciones).

2) Un modelo de pensamiento científico. Este modelo podría incluir, entreotros aspectos, una gran demanda de coherencia interna de las creenciasdel profesor, así como entre la teoría y la evidencia empírica, la búsquedade la parsimonia entre las creencias, el escepticismo ante el exceso de si-tuaciones "ad hoc" en las teorías y una apreciación crítica de cuándo lasdiscrepancias entre los resultados pueden estar en "acuerdo razonable"con la teoría I6.

16. Véase a Thomas S. Khun (1977, pp. 178-224). Para una discusión muy inspiradora sobreeste punto. Para una discusión muy útil acerca del profesor como modelo de pensamientocientífico, véase Gene D'Amour (1977, pp. 183-190).

..... ~ 'Ir-' ._--~

!~Hacia una teoría del cambio conceplliol / C.J. Posller; K.A. S/rike; P. W. HewsIII! y W.A. Cenzog J J J

Si algunos de los cambios anteriores deben ser complementados y en quéextensión pueden mostrarse efectivos para facilitar la acomodación en los es-tudiantes, son cuestiones que aún no han sido planteadas.

I~

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221.

UN ENFOQUE CONSTRUCTIVISTA DELDESARROLLO CURRICULAR EN CIENCIAS(*)

R. Driver y V. Oldham

Contextos prácticos y teóricos para el funcionamiento delproyecto

Durante la última década ha sido evaluada la enseñanza de las ciencias enlas escuelas secundarias del Reino Unido. Se han realizado inspecciones bajoel patrocinio de la "Assessment of Performance Unit" (DES 1981, l 982a,1982b), que informan acerca del nivel alcanzado por los alumnos, a través deuna muestra realizada a nivel nacional, y que señalan, entre otros resultados,algunas de las dificultades que los alumnos de estudios secundarios tienen ensu comprensión de ciertas ideas científicas. Además, estudios realizados so-bre las clases de ciencia en secundaria, que incluyen las inspecciones realiza-das por el HMI (DES 1979) sugieren que los métodos de enseñanza expositi-vos predominan aún en las clases secundarias superiores. .

Cuando se desarrolló el "Secondary Sciences Curriculum Review" con elfin de proporcionar algunas salidas a la enseñanza de las ciencias en las es-cuelas secundarias (SSCR), se diseñó el "Children's Learnig Project" paratrabajar en colaboración con la "Review". La intención fue la de aportar en-

(*) Título original: A Constructivist Approach to Curriculum Development in Science. Tomadode: Studies in Science Educa/ion, 13 (1986), 105-122.

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