Por qué los alumnos no aprenden Pozo

73 | Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales • núm. 66 • pp. 73-79 • octubre 2010

Por qué los alumnos no comprenden la ciencia que aprendenQué podemos hacer nosotros para evitarlo

Juan Ignacio PozoUniversidad Autónoma de Madrid

Miguel Ángel GómezCrespoIES Victoria Kent. Torrejón de Ardoz(Madrid)

Aula de didáctica

Es habitual en las aulas de ciencia encontrar que el alumnado se limita a repetirconocimientos, ideas, que, sin embargo, no comprenden. En el presente artículose analizan los procesos psicológicos implicados en la comprensión y se afirmaque un cambio en las formas de evaluar en las clases de ciencias puede contri-buir a cambiar las estrategias de aprendizaje del alumnado.

Palabras clave: comprensión, aprendizaje reproductivo, conocimientos previos,cultura del aprendizaje, evaluación.

Why students don’t understand the science they learn… and what we cando to avoid itWe often find students in science classes simply repeat knowledge and ideaswhich they don’t understand. This article analyses the psychological processesinvolved in understanding and suggests that a change in the forms of assess-ment in science classes could help bring about a change in their learning stra-tegies.

Keywords: understanding, reproductive learning, prior knowledge, learningculture, assessment.

Trabajo es si cogemos una silla y la ponemos en otro sitio, energía escuando la silla se levanta sola. (Un alumno de bachillerato)

Más tarde asistí a una lección en la Escuela de Ingeniería. La lección de-cía más o menos así: «Dos cuerpos... se consideran equivalentes... siiguales pares de fuerzas... producen la misma aceleración. Dos cuerposse consideran equivalentes, si iguales pares de fuerzas producen la mis-ma aceleración». Los estudiantes, todos sentados escribiendo al dictadoy cuando el profesor repetía comprobaban que lo habían tomado correc-tamente. Después escribían la frase siguiente, y así una y otra vez. Yo erael único que sabía que el profesor estaba hablando de objetos con igua-les momentos de inercia, y aun así me costaba entenderlo.[...] Después de la lección hablé con uno de los estudiantes: «Después dehaber tomado ustedes todas esas notas, ¿qué hacen con ellas?»«¡Oh!, nos las estudiamos –respondió–. Luego nos examinan».«¿Cómo será el examen?»«Muy fácil. Puedo decirle ya una de las preguntas». Consulta su cuadernoy dice: «¿Cuándo son equivalentes dos cuerpos?, y hay que contestar:Dos cuerpos se consideran equivalentes cuando pares de fuerzas igualesproducen aceleraciones iguales». Así que ya ven, eran capaces de aprobarlos exámenes y aprender todo aquello, y no saber nada en absoluto, ex-cepto lo que se habían aprendido de memoria.(Está Vd. de broma, Sr. Feynman, Feynman, 1987)

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ejemplos, etc., que es precisamente lo que nosdiferencia de todas esas memorias mecánicas,los dispositivos culturales (ordenadores, foto-grafías, grabaciones, etc.) que pueden hacercopias exactas de un suceso o de una infor-mación pero que jamás podrán comprenderla,dotarla de significado relacionándola conotras informaciones o sucesos.

¿Por qué entonces los alumnos, en lugarde hacer aquello que les resultaría más fácil ynatural (intentar dar significado a lo queaprenden), se dedican a repetirlo o reprodu-cirlo, como esos estudiantes de ingeniería alos que observó Feynman? Hay varias razonespara ello. Algunas tienen que ver con las con-diciones que debe cumplir el aprendizaje dela ciencia para que esos procesos de com-prensión actúen eficazmente, como lo hacenen la vida diaria. Otras tienen que ver con loshábitos y prácticas de docentes y alumnadoen las aulas de ciencias, lo que podríamos lla-mar la cultura de la educación científica, quese refleja en las tareas mediante las cuales seenseña y, sobre todo, se evalúa la ciencia y enlos estilos de aprendizaje que, en parte comoconsecuencia de esas tareas, adopta el alum-nado ante el conocimiento científico.

¿Cumple el aprendizaje científicolas condiciones necesarias para lacomprensión?

Hemos dicho que comprender, dar sig-nificado a lo que nos pasa día a día, esnuestra forma natural de aprender sobre elmundo, tanto en lo que se refiere a los ob-jetos (¿por qué caen las cosas?, ¿cómo sepreserva o se protege uno del calor?, etc),como a las personas (¿por qué los alumnosno atienden?, ¿cómo conseguir que mis hi-jos no fumen?, etc.). Cuando nos enfrenta-

Casos como éste son muy comunes en lasclases de ciencias. ¿Por qué ocurre esto? ¿Porqué los alumnos repiten ciegamente lo quedesearíamos que comprendieran?

Lo primero que hay que decir es que estehecho tan habitual —que aprendan de modoreproductivo, al pie de la letra, lo que deberíancomprender— es bastante paradójico si tene-mos en cuenta cómo funciona la mente huma-na y cómo aprendemos las personas de modo«natural». A diferencia de este ordenador en elque ahora escribimos, o de otras memorias cul-turales externas (grabaciones, fotografías, tex-tos, etc.), la memoria humana está muy pocodotada, o preparada por la selección natural,para almacenar copias exactas, «al pie de la le-tra», de la información que recibimos. Mientrasque esas memorias externas reproducen, o re-plican fielmente la información que en ellas sedeposita (dentro de varios años, podremos re-cuperar con exactitud el texto que ahora esta-mos escribiendo, de la misma forma que losbancos, o la administración, utiliza las memo-rias informatizadas para almacenar grandescantidades de datos), nosotros apenas so-mos capaces de repetir series muy limitadas deinformación, y aun así con mucho esfuerzo.

Si tiene alguna duda el lector, que cierrelos ojos e intente repetir fielmente, al pie dela letra, los párrafos que acaba de leer (o untexto que leyó la semana pasada o la últimaconferencia a la que asistió). No podrá hacer-lo eficazmente, porque su forma natural deaprender —para la que, por lo que sabemoshoy, su mente viene preparada (Pozo, 2008)—no consiste en repetir ciegamente esa infor-mación. ¿Cuál es, entonces, nuestra formanatural de aprender? Pues precisamente com-prender, traducir ese texto a nuestras propiaspalabras, no al pie de la letra, sino captandosu significado, vinculándolo con nuestra pro-pia experiencia, buscando nuestros propios

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Dicho con otras palabras, la ciencia, talcomo la conocemos, es una actividad con-traintuitiva, o, en los términos que hemosutilizado, «no natural», que requiere quepongamos en duda buena parte de nuestroconocimiento cotidiano, de lo que damospor supuesto sobre el mundo. Y esa actitudde dudar de lo que somos y pensamos no esnuestra forma habitual de enfrentarnos almundo. Al contrario, tendemos a creer, demodo razonable, que el mundo es tal comonosotros lo vemos. El realismo intuitivo, latendencia a dar por ciertas nuestras intui-ciones, lo que damos por supuesto, es unrasgo constitutivo de la mente humana (Lin-den, 2007; Pozo, 2003): vemos que esa ca-misa es roja, no que la interacción entrenuestro sistema visual y la luz que incide so-bre ese objeto nos hace verla roja. Pensamosque ese alumno es vago, no que la interac-ción entre las condiciones de la tarea que leproponemos y su historia personal le hacecomportarse de esa manera en esa tarea.Hacer ciencia es en gran medida disponer deun método para dudar de lo que damos porsupuesto sobre el mundo y sobre nosotrosmismos.

Sin embargo, para los alumnos, apren-der ciencia supone con frecuencia adquirirotro tipo de certezas —el saber científico—de las que no saben ni pueden dudar y quesin embargo resultan incompatibles —confrecuencia literalmente increíbles— con suexperiencia (¿cómo es posible que este lápizy la tierra se atraigan con la misma fuerza?,¿qué quiere decir que el suelo que estoy pisan-do está compuesto por partículas en movi-miento y separadas por un espacio vacío?), porlo que el conocimiento científico, al no po-der asimilarse a esas ideas intuitivas, no puedeser comprendido (Donovan y Bransford, 2005;Pozo, 2008).

mos a situaciones como éstas todos somoscapaces de elaborar alguna explicación, querefleja nuestro intento de comprenderla.Hoy sabemos bien qué condiciones debereunir una situación de aprendizaje parahacer más probable la comprensión (Brans-ford, Brown y Cooking, 2000; Donovan yBransford, 2005; Pozo, 2008). Esas condicio-nes suelen darse con frecuencia en la vida co-tidiana: nos esforzamos por comprender, porencontrar explicación a las situaciones quenos preocupan, que nos afectan emocional-mente, y para hacerlo intentamos relacionar-las con nuestra experiencia anterior, connuestros «conocimientos previos». Pero ¿quéaprendemos así? ¿A qué nivel de comprensiónllegamos?

Por ceñirnos al ámbito del aprendizajecientífico, la investigación acumulada en lasúltimas décadas, recogida y debatida con fre-cuencia en las páginas de esta revista, ha mos-trado de modo convincente que mediante esosprocesos de comprensión intuitivos o naturales,los alumnos, o en general todas las personas,adquieren una ciencia intuitiva con un alto va-lor pragmático pero con un valor de conoci-miento muy alejado del saber científico. Dichode otro modo, las ideas o teorías producidas poresa ciencia intuitiva suelen ser eficaces en si-tuaciones cotidianas (el alumno del ejemploinicial puede mover bien la silla a pesar de susconceptos de trabajo y energía, nosotros al co-cinar en general evitamos quemarnos a pesarde nuestro concepto intuitivo de calor comouna propiedad de ciertos objetos) pero se en-cuentran muy alejadas de las explicacionescientíficas, tanto en sus contenidos como ensus predicciones, cuando las situaciones sevuelven algo más complejas (la intuición nopredice que los aviones vuelen, ni que puedanexistir señales radiotransmitidas, ni los proce-sos de curación de ciertas enfermedades…)

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neral de diagnóstico para la Educación Prima-ria) muestra que estas prácticas, y los hábitosque conllevan, se asientan a edades muy tem-pranas. El estudio muestra que ya a los 10 añoslos niños están habituados a que las actividadesde lectura y de aprendizaje tengan una meta re-productiva más que comprensiva; los resultadosmás bajos se obtienen cuando el alumno tieneque utilizar su conocimiento para interpretar oexplicar una situación dada (MEC, 2010).

En esta tradición cultural, los datos dealgunos estudios —como el célebre estudioPISA, cuyos resultados, publicados cada tresaños, dan lugar a todo tipo de lamentaciones,y también de malas interpretaciones— vienena apoyar de nuevo la necesidad de cambiaresas prácticas de enseñanza reproductiva.Así, por ejemplo, tomando un área clásica enla evaluación de PISA como es la lectura, en laque tradicionalmente los adolescentes espa-ñoles de 15 años vienen obteniendo resulta-dos inferiores a los de los países de nuestroentorno, un análisis realizado por Sánchez yGarcía Rodicio (2006) sobre los ítems de lec-tura que planteaban mayores dificultades anuestros alumnos concluye que «los estu-diantes españoles parecen normales en com-prensión superficial, por encima de la mediaen conocimientos pragmáticos e inferiores enlos ítems de comprensión profunda» (p. 214).Ante esto, los autores sugieren que «necesi-tamos que los alumnos se enfrenten a la ex-periencia de confrontar un texto con otrostextos, un texto consigo mismo, un texto conellos mismos» (p. 219). El problema no es tan-to que nuestros alumnos lean poco, sino queno orientan su lectura hacia las metas másprofundas, dirigidas a la comprensión. Unavez más, aprenden para reproducir los textos(lo que la mente humana hace tan mal) y nopara comprenderlos (aquello para lo que es-tamos más capacitados).


La cultura de la educación científica: ¿cómo se enseña y se evalúa el conocimiento científico?

Aunque sin duda hay muy diversas for-mas de abordar la educación científica —ynuevamente estas páginas son un buen eco deesos diversos esfuerzos—, no es exagerado de-cir que, incluso más allá de la educación cien-tífica, nuestro país tiene una larga tradicióneducativa dirigida a que los alumnos repro-duzcan los saberes establecidos más que a quelos pongan en duda. Sin entrar aquí a ahondaren los factores que han impulsado esta tradi-ción educativa dirigida al aprendizaje repro-ductivo, más que a la comprensión, los datosde diversos estudios muestran el fuerte anclajedel realismo intuitivo en las creencias episte-mológicas de los profesores de ciencias (Pecha-rromán y Pozo, 2006), vinculado, más allá delas aulas de ciencias, a concepciones del apren-dizaje y la enseñanza más ligadas a la transmi-sión de saberes que a la construcción de losmismos por los alumnos (Pozo y otros, 2006).De hecho, estudios internacionales como elTALIS muestran que el sistema educativo es-pañol, junto con el de otros países del sur deEuropa, es uno de los que más se apoya enmétodos de enseñanza basados en la «trans-misión directa del conocimiento» (OCDE,2009). Se trata de una tradición que no siendoespecífica del aprendizaje de las ciencias,afecta, sin embargo, de forma muy profundaa lo que se hace en las aulas de ciencias a tra-vés tanto de los hábitos ya adquiridos por losalumnos en niveles educativos anteriores co-mo de las propias prácticas docentes de losprofesores de ciencias, que acabarán ense-ñando la ciencia en buena medida tal como laaprendieron. De hecho, un reciente estudiollevado a cabo por el MEC (La evaluación ge-

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¿Y por qué los alumnos se orientan máshacia la reproducción que hacia la compren-sión en sus tareas de lectura y en sus tareasde aprendizaje científico? Tal vez, además delos factores que ya hemos señalado, una po-sible causa de esta tendencia podamos en-contrarla en la forma en que suele evaluarsesu conocimiento científico. Volviendo a PI-SA, pero en este caso en el área de ciencias,podemos repensar también los no muy hala-güeños resultados obtenidos por nuestrosalumnos, comparando las tareas usadas en

PISA con algunas de las actividades que pro-ponen nuestros libros de texto y que sonutilizadas habitualmente para su evalua-ción. En los cuadros 1 y 2 se muestran variosejemplos.

En ambos cuadros las actividades estánrelacionadas con el sistema inmunitario ycon el papel del dióxido de carbono en elefecto invernadero; sin embargo, las capaci-dades que el alumnado debe poner en prác-tica para resolverlas son muy diferentes. Enel cuadro 1, los ítems están orientados a eva-


EJEMPLO 1

Cuadro 1. Ejemplos de ítems liberados de la evaluación PISA

Ya en el siglo XI, los médicos chinos manipulaban el sistema inmunitario. Al soplar polvo de costras de unenfermo de viruela en los orificios nasales de sus pacientes, a menudo podían provocar una enfermedadleve que evitaba un ataque más grave posterior. Hacia 1700, la gente se frotaba la piel con costras secaspara protegerse de la enfermedad. Estas prácticas primitivas se introdujeron en Inglaterra y en las coloniasamericanas. En 1771 y 1772, durante una epidemia de viruela, un médico de Boston llamado ZabdielBoylston puso a prueba una idea que tenía. Arañó la piel de su hijo de seis años y de otras 285 personas yfrotó el pus de las costras de viruela en las heridas. Sobrevivieron todos sus pacientes a excepción de seis.¿Qué idea estaba tratando de poner a prueba Zabdiel Boylston? Enumera otras dos informaciones que necesitarías para determinar el grado de éxito del método de Boylston.

EJEMPLO 2

Carolina encuentra la siguiente tabla, en la que se muestran ciertos resultados de las investigaciones sobrelos cuatro gases principales causantes del efecto invernadero:

Efecto invernadero relativo por molécula de gasDióxido de carbono Metano Óxido nitroso Clorofluorocarbonos

1 30 160 17.000

A partir de esta tabla, Carolina concluye que el dióxido de carbono no es la causa principal del efecto inver-nadero. No obstante, esta conclusión es prematura. Estos datos deben combinarse con otros para poderconcluir si el dióxido de carbono es o no la causa principal del efecto invernadero.¿Qué otros datos debe conseguir Carolina?A. Datos sobre el origen de los cuatro gases.B. Datos sobre la absorción de los cuatro gases que realizan las plantas.C. Datos sobre el tamaño de cada uno de los cuatro tipos de moléculas.D. Datos sobre la cantidad de cada uno de los cuatro gases en la atmósfera.

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luar la capacidad de los estudiantes para uti-lizar el conocimiento científico adquirido;en primer lugar, el alumno debe hacer unalectura comprensiva de un texto, identifi-cando los datos relevantes, para, a continua-ción, poder extraer o evaluar conclusiones.En el cuadro 2, las preguntas son totalmentedirectas, sólo hay dos posibilidades, se sabe larespuesta o no se sabe; los estudiantes quemejor reproduzcan la respuesta tendrán máséxito. En general, en nuestra tradición edu-cativa, aunque se utilizan también otros ti-pos de actividades más ricas, según lasdiferentes disciplinas (véase, por ej., Nieda,Cañas y Martín-Díaz, 2004), el peso de lasactividades del tipo de las presentadas en elcuadro 2 sigue siendo muy grande, tanto pa-ra el trabajo en el aula como, sobre todo, enla evaluación. Esto hace que los alumnos seorienten más hacia estrategias de trabajomás centradas en la reproducción que en lacomprensión.

Los estudiantes, tras años en un siste-ma educativo en el que se prima la reproduc-ción literal de contenidos, aunque no sellegue a comprenderlos, se sienten seguroscon esta estrategia de trabajo. Cuando másadelante, en cursos superiores, se enfrentana actividades más complejas, ejercicios y

problemas en los que se presentan nuevas si-tuaciones y deben poner en práctica una es-trategia propia de resolución, ante ladificultad recurren a lo que saben hacer y lesha proporcionado éxito hasta ese momento eintentan memorizar estrategias ya elabora-das. Cuando se cambia la situación, muchosalumnos fracasan, pero, una vez explicadapor el profesor, memorizan la nueva situa-ción, y así sucesivamente. Acaban simulandoque comprenden lo que apenas logran repe-tir y llegan a situaciones en las que se vensuperados por la sensación de fracaso.

En bastantes ocasiones, los profesoresde ciencias prescriben que «el alumno debecambiar su manera de trabajar». Pero, paraun estudiante que durante años se ha entre-nado en desarrollar una capacidad específi-ca, es muy difícil cambiarla en un momentodado, sobre todo cuando coincide en eltiempo con la sensación de fracaso e impo-tencia. Los profesores podemos ayudar aaprender a nuestros estudiantes a desarrollarsus capacidades y evitar este tipo de situa-ciones, pero para ello debemos intentar: evi-tar tareas y situaciones de evaluación quepermitan respuestas reproductivas (tan pre-visibles como las que sugería aquel estu-diante interrogado por Feynman, que ya


EJEMPLO 1

Cuadro 2. Ejemplos de ítems extraídos de libros de texto de ESO

¿Qué niveles de defensa tiene el sistema inmunitario? Explica en tu cuaderno en qué consiste cada uno de ellos.

EJEMPLO 2

¿Qué nombre recibe el fenómeno por el que la temperatura media del planeta se ha mantenido alrededorde los 14 ºC?¿Cómo ha evolucionado la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera desde la revolución industrial?

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sabía las preguntas que le iban a hacer y lasrespuestas que debía dar). Debemos plantearsituaciones nuevas que permitan la generaliza-ción de los conocimientos; promover y valorarlas ideas y expresiones personales de los estu-diantes; no tener miedo al error, ya que elaprendizaje constructivo progresa a partir delerror; utilizar técnicas «indirectas» en la eva-luación que hagan inútil la repetición literal yacostumbrar a los aprendices a aventurarse enel uso de sus propios conocimientos para resol-ver problemas y conflictos, a aprender a dudarde sus propias ideas, pero también, por quéno, de las que nosotros les proporcionamos, enlugar de aceptarlas como verdades reveladasque deban ser repetidas al pie de la letra.

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Direcciones de contactoJuan Ignacio PozoUniversidad Autónoma de [email protected] Miguel Ángel Gómez CrespoIES Victoria Kent. Torrejón de Ardoz (Madrid)[email protected]


Este artículo fue solicitado por ALAMBIQUE. DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES en marzo de 2010 yaceptado en julio de 2010 para su publicación.

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