CONSTRUCTIVISMO Y EDUCACION- Mario Carretero.

Capitulo IV: La enseñanza de las Ciencias.

La comprensión del conocimiento científico.

La comprensión y enseñanza de la ciencia es una cuestión sobre la que existe gran cantidad de

monografías, revistas y series de libros especializados; de todos los contenidos escolares es el más

estudiado, tanto en lo que se refiere a la comprensión por parte de los alumnos, como a la

práctica docente del profesor en todos sus aspectos.

La etapa correspondiente entre los doce y los dieciséis años es en la que los temas científicos

cobran una mayor densidad conceptual desde el punto de vista disciplinar.

En todos los sistemas se producen las siguientes constantes al respecto; por un lado, se otorga

enorme importancia a la enseñanza de los contenidos científicos y por otro, se produce una

comprensión muy escasa de dichos contenidos.

La razón de por qué sucede lo primero es porque vivimos en una sociedad en la que la ciencia

ocupa un lugar fundamental en el sistema productivo y en la vida diaria en general, además, nos

resulta imposible comprender al mundo moderno sin entender el papel que cumplen la ciencia y la

tecnología; aunque vivir rodeados de instrumentos tecnológicos no supone la comprensión de sus

principios básicos de funcionamiento.

Aunque utilicemos con frecuencia palabras como “láser” o “gravedad”, en realidad, la

representación que tenemos de dichos conceptos suele ser más bien simple o incorrecta; las

razones por las que esto ocurre residen no solo en la deficiente comprensión de los contenidos

científicos que se producen durante la escolaridad, si no, en su enorme abstracción; podemos

decir que el conocimiento científico (tanto el académico, como una buena parte del escolar),

comparado con el cotidiano, posee las siguientes características:

Alto nivel de abstracción: la mayoría de los conocimientos científicos se refieren a

entidades abstractas que no tienen un referente concreto en la realidad cotidiana y, por lo

tanto, no se pueden percibir directamente.

Estructuración de los conceptos en forma de teoría: a diferencia del conocimiento

cotidiano, el conocimiento científico utiliza conceptos que, a menudo, solo cobran sentido

en contexto de teorías muy estructuradas.

Contenidos contrarios a la intuición cotidiana: en numerosas ocasiones, la ciencia ofrece

teorías cuyas predicciones se oponen a nuestra experiencia fenomenológica cotidiana;

Estos tres aspectos han sido estudiados desde el punto de vista de la comprensión del alumno.

Desarrollo cognitivo y enseñanza de las ciencias.

Resultaría imposible para el alumno entender y practicar la ciencia si no fuera capaz de

comprobar hipótesis, controlar variables o realizar todas las combinaciones posibles de los

factores que intervienen en un problema; por supuesto, en la medida que el pensamiento formal

se ha conceptualizado como una estructura de conjunto, ha llegado a sostenerse que es un

requisito imprescindible para la comprensión de la mayoría de los contenidos científicos que se

incluyen en los programas escolares.

Las investigaciones de las últimas décadas ven al adolescente y al adulto como un razonador y

solucionador de problemas más bien imperfecto; las razones de ello son básicamente dos:

El pensamiento formal no está compuesto por una estructura de conjunto que se adquiera

de manera homogénea y uniforme, sino más bien por habilidades y nociones de diferente

dificultad que se van dominando paulatinamente y de forma heterogénea.

Las investigaciones Piagetianas sobre el pensamiento formal no han tenido en cuenta la

influencia del contenido de los problemas en los procesos de comprensión de la ciencia,

sino que se han centrado de modo exclusivo en la estructura formal de dichas tareas.

¿TODO LO ANTERIOR QUIERE DECIR QUE EL ESTUDIO DEL PENSAMIENTO FORMAL CARECE DE

INTERES PARA LA ENSEÑANZA DE LA CIENCIA?

No, porque dicha concepción sigue ofreciendo un marco general válido para entender las

habilidades necesarias para la comprensión de la ciencia; dicha perspectiva general no responde a

la actuación real del alumno ante numerosos problemas complejos, pero no por ello es menos

cierto que le puede ofrecer al profesor un modelo ideal con el que comparar los procedimientos

de sus alumnos a la hora de resolver tareas científicas. Por otro lado, la representación errónea o

incompleta que tienen los estudiantes del contenido de los problemas influye decisivamente en su

resolución.

¿ACASO NO HAY TAMBIEN ASPECTOS COMUNES EN LA RESOLUCION DE LOS PROBLEMAS

CIENTIFICOS?

No solo las características generales del pensamiento formal, sino también sus estructuras

lógicas correspondientes han sido consideradas excesivamente generales como para dar cuenta de

esos aspectos comunes, de tal manera que dicho intento le sea útil al profesor.

Los denominados esquemas operacionales formales, que representan a un nivel intermedio

entre la actuación final del sujeto y las estructuras generales del pensamiento formal. Por lo tanto,

implican la posibilidad de analizar la capacidad del sujeto para enfrentarse con tipos específicos de

problemas cuya dificultad no representa todas las capacidades posibles del pensamiento formal, si

no algunas de ellas. Dichos esquemas son:

Las operaciones combinatorias suponen la capacidad de combinar objetos y proposiciones

de todas las maneras posibles en la forma que se hace.

Las proposiciones: se refieren a la comprensión de dicha noción matemática que, al igual

que otros esquemas operacionales-formales, resulta un requisito imprescindible, para

cuantificar las nociones implicadas en numerosas nociones científicas.

La coordinación de los sistemas de referencia y la relatividad de los movimientos o las

velocidades: este esquema se refiere a las situaciones en las que interactúan dos sistemas

cuyas acciones pueden compensarse o anularse.

La coordinación de los sistemas de referencia y la relatividad de los movimientos o

velocidades: representan una variante del esquema anterior.

La noción de probabilidad: este esquema es una interacción de los esquemas previamente

comentados de proposición y combinatorios.

La relación de correlación: este esquema consiste en una conjunción de los esquemas de

proposición y probabilidad.

Las compensaciones multiplicativas: representan la comprensión de la conservación del

volumen.

Las formas de conservación que van más allá de la experiencia: este esquema incluye los

casos en los que la conservación no puede observarse directamente, sino que debe ser

inferida a partir de razonamientos deductivos o inductivos.

La influencia del conocimiento científico cotidiano.

Entre los diferentes aspectos que influyen en la asimilación de los contenidos científicos parecen

las ideas previas de los alumnos que pueden ser espontáneas, implícitas, equivocadas y erróneas;

si se enseña la ciencia al margen de las propias ideas que a menudo tienen los niños y

adolescentes, no se podrá producir una verdadera asimilación de los contenidos escolares.

Quizás convenga insistir en que los alumnos poseen una serie de ideas establecidas sobra los más

diversos fenómenos, antes de que el profesor se los enseñe; estas ideas se producen al margen de

la enseñanza.

No todas las ideas son de igual naturaleza, algunas consisten en simplificaciones de alguna idea

más compleja y otras se tratan de en deformaciones o modificaciones de la explicación correcta de

un fenómeno.

Es importante hacer notar que estas ideas o representaciones pueden ser consideradas erróneas

desde el punto de vista científico. Por el contrario no solo creencias muy asentadas en su mente

sino, y esto es lo más importante, los instrumentos cognitivos con los que el niño cuenta para

comprender la realidad.

El conocimiento intuitivo posee una serie de rasgos de forma poco relacionada; resulta funcional

para los sujetos, porque le permite interactuar en el entorno en el que viven, disminuir su

complejidad, comprenderlo mejor, llevar a cabo acciones pertinentes, etc. Esta funcionalidad pone

de manifiesto el carácter adaptivo del conocimiento intuitivo. Y dicha relación es bidireccional, a

su vez, surge y se va modificando debido a dicha interacción.

Las ideas espontáneas le permiten al niño predecir una cierta cantidad de fenómenos. Algunas de

las ideas no son contenidos arbitrarios que puedan aparecer y desaparecer en la mente infantil

como cualquier otra información pasajera, constituyen auténticos marcos durante el desarrollo

cognitivo y cuya transformación requiere una intervención muy estructurada aunque mejore la

comprensión de la ciencia. En este ámbito resulta esencial poseer marcos conceptuales

correctamente elaborados. Es precios incluir otras dos características de las ideas previas de los

alumnos que resultan de gran importancia.

Ideas implícitas les otorga un carácter que dificulta su reconocimiento por parte del investigador y

del profesor.

Muchas de las investigaciones sobre ideas previas están recibiendo en la actualidad una serie de

críticas sobre todo de tipo metodológico. En la actualidad, la visión es muy otra, lo cual supone

considerar que los niños no razonan ni se representan la realidad de manera tan deficiente,

también que los deficientes, también que los científicos no lo hacen tan axiomática y

abstractamente como podría suponerse.

La comparación en la que se ha apoyado gran parte de la investigación sobre ideas previas es la

que existe entre las ideas de los alumnos y las formulaciones científicas acabadas y formalizadas

tal como aparecen en los manuales de uso. Dichos contenidos no recogen las ideas disciplinares,

según son manejadas por los científicos, ni desde el punto de vista de su evolución histórica ni en

su actuación como individuos que resuelven problemas de una determinada disciplina.

En el desarrollo de la ciencia se produce una gran cantidad de sesgos e inconsistencias lógicas.

Esto supone el mantenimiento de teorías que no tienen suficiente base empírica y que carecen de

una estructura lógica adecuada.

Por otro lado, los estudios que han utilizado a científicos profesionales como sujetos

experimentales de tareas de razonamiento y solución de problemas que no son de su especialidad,

han hallado que sus procesos cognitivos no son muy diferentes de los sujetos con mucha menos

experiencia científica.

Existe una buena cantidad de aspectos comunes a los procesos cognitivos implicados en el manejo

de información científica, frente a una visión cotidiana o intuitiva de dicha información.

Método de análisis y evaluación de las ideas previas.

Las ideas previas, además, desempeñan un importante papel en aprendizajes posteriores,

desde una perspectiva más aplicada. Uno de los procedimientos es la “entrevista clínica”,

consiste en estudiar el pensamiento del sujeto.

El experimentador se debe guiar por las respuestas del sujeto y debe saber buscar algo

preciso de forma que no quede nada importante sin preguntar: para esto, debe tener, una

hipótesis de trabajo o alguna teoría que comprobar.

Las llamadas “entrevista sobre ejemplos” y “entrevista sobre situaciones” son

adaptaciones de la entrevista clínica. Se trata de procedimientos para analizar las

concepciones de los sujetos sobre conceptos científicos. Se presentan ejemplos y no-

ejemplos del concepto a analizar, ya sea, a partir de dibujos o situaciones reales. A

continuación, se formula una pregunta y comienza el diálogo entre el sujeto y el

experimentador.

Otros de los procedimientos que permiten analizar las concepciones de los sujetos son

“pruebas escritas” o “prueba de lápiz y papel”. Pueden ser de diversos tipos y conviene

informar a los individuos que el objetivo no es que elaboren un dibujo creativo sino que

representen lo mejor posible de sus ideas.

Este procedimiento consiste en explicitar las nociones intuitivas a partir de una

representación esquemática de un conjunto de conceptos o significados relacionados

entre sí. Los mapas conceptuales se emplean para explicitar las ideas previas de los

alumnos utilizados de forma diversas.

Otras pruebas de lápiz y papel son los cuestionarios, que pueden incluir preguntas

abiertas, de verdadero o falso. Presentan algunas ventajas y también inconvenientes; las

ventajas de las entrevistas son que se produce una comunicación más o menos abierta con

el sujeto, es posible seguir su pensamiento y abordar la complejidad de sus concepciones;

permiten atender a la vinculación entre el conocimiento declarativo y el procedimental en

las concepciones alternativas de los sujetos. Y los inconvenientes tratan del nivel de

pericia que se precisa para poder aplicar la entrevista, en la mayoría de los casos, en forma

individual.

En las pruebas de lápiz y papel las ventajas son, en primer lugar, que permiten hacer

explicitas las concepciones alternativas de un gran número de sujetos simultáneamente;

no demandan tanto tiempo como la entrevista y los datos obtenidos se pueden replicar

con cierta facilidad y los inconvenientes, cabe destacar que no reflejan el pensamiento de

los sujetos de una forma tan amplia y profunda como lo hace la entrevista.

Nuevas perspectivas

Representaciones más o menos complejas, coherentes e integradas que forman parte de

los modelos metales o teorías, tienen un cierto poder explicativo o impredictivo.

Otro aspecto problemático seria que existen ciertas similitudes entre los resultados de

estudio transculturales. Aunque nos facilitan su identificación, tampoco debería olvidarse

que son construcciones personales y forman parte de la red conceptual de un individuo

concreto.

Algunas concepciones podrían ser mas “atrincheradas” y en unos sujetos y otros, por

tanto, ser más o menos difíciles de modificar. Detectar esto supone dificultad adicional

para el profesor en cuanto a tiempo y un mayor de nivel de individualización de la

enseñanza.

Estas ideas tienen un cierto grado de estabilidad y consistencia. En efecto, son altamente

resistentes al cambio, muy dependientes de las tareas en la que son detectadas o

evaluadas. La instrucción resultaba eficaz en el tipo de tarea en la que había recibido

instrucciones; no habría que modificar estas ideas, sino enseñar al alumno a aplicarlas en

el contexto adecuado.

Otra de las críticas que a recibido este enfoques es que la mayoría de los estudios

realizados son trabajos muy descriptivos y específicos.

Implicaciones didácticas del cambio conceptual

El cambio de las ideas previas de los alumnos es establecer estrategias educativas e

instrucciones encaminadas a producir una verdadera asimilación de contenidos científicos

a partir de las representaciones iniciales de los alumnos. Consiste en lo siguiente antes de

explicar un tema, será preciso conocer cuál es la representación o las ideas espontáneas

que los niños tienen al respecto, mediante cuestionarios, entrevista Y el favorecimiento

del dialogo entre los alumnos.

Por otro lado, para conocer lo que piensan los niños no basta preguntárselo directamente

sino que es preciso incluir predicciones sobre casos particulares.

A continuación, el profesor puede comenzar a presentar diferentes situaciones didácticas

encaminadas a introducir nuevos conceptos y a contradecir las ideas espontáneas del

alumno, favoreciendo de esta manera el necesario conflicto cognitivo entre la información

nueva y la que ya poseía el sujeto y mostrando, por tanto, las insuficiencias de la primera.

Las contradicciones o conflictos deberán mostrarse en forma práctica y haciendo hincapié

en las incorrecciones o insuficiencias de las predicciones que mantengan los niños a partir

de sus ideas espontáneas.

Por ejemplo, cuando se utiliza la tarea de oscilación del péndulo de Piaget, los sujetos,

tanto adolescentes como adultos, que piensan que el peso del péndulo influye en la

velocidad de oscilación (cuando lo que en realidad influye es solo la longitud de la cuerda

que lo sostiene) llegan a contar mal las oscilaciones para verificar su predicción.

Los alumnos creen que el azúcar deja de existir al disolverse en el agua y también que la

tierra es plana. Estas ideas son incoherentes e incorrectas desde el punto de vista

científico, pero son coherentes y correctas desde el punto de vista del alumno. El alumno

las ha construido sobre lo que ve y le han sido de gran utilidad durante mucho tiempo

para explicar la realidad.

Es importante señalar que algunas de las ideas espontáneas de los alumnos, por estar tan

arraigadas, no se modifican fácilmente. El profesor debe ser consciente de que el alumno

debe recorrer un camino relativamente largo antes de abandonar su representación de un

problema y adquirir otra más compleja.

Se ha visto que al situar a un grupo de alumnos de diez y quince años antes situaciones

explícitamente contradictorias con sus ideas previas ,algunos han cambiado de posición

pero adoptando una representación más simple e incorrecta desde el punto de vista

científico.

La enseñanza de las ciencias y el método científico

El espíritu científico es la actitud de exploración, la búsqueda de soluciones, la reflexión

sobre lo realizado, la validez de los intentos o pruebas efectuadas para confirmar una

hipótesis, etc., pero siempre vinculado a la práctica concreta del alumno.

El “control de variables”, es decir, la estrategia que consiste en mantener todos los

factores de un problema constantes menos uno, puede ser de enorme utilidad para la

realización de un buen número de experimentos y actividades que se enseñan durante la

adolescencia.

Parece conveniente, poner énfasis en actividades de clase que proporcionen instrumentos

para cambiar esas ideas, debería poner el acento de su intervención en estudiar el proceso

de cambio y no solo en la consecución de una determinada idea correcta desde el punto

de vista disciplinar. Resulta absolutamente necesario vincular al alumno a la realidad

concreta sobre la que versa la ciencia, pero siempre y cuando se incluyan también

actividades de razonamiento y solución de problemas correspondientes.

Nos referimos en la enseñanza y a la necesidad de abordarlas en las aulas de forma que se

puedan convertir en actividades y propuestas “traducibles” al pensamiento y lenguaje de

los alumnos. En la medida en que se pueda avanzar exitosamente en este complejo

proceso de traducción, estaremos facilitando la construcción de conocimiento en el aula.