ENSEÑANZA‑APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS A PARTIR DE LAS IDEAS DE LOS ALUMNOS

 

‑ Angel Blanco López

 

Facultad de Ciencias de la Educación. Universidad de Málaga.

 

No son pocas las investigaciones que se han hecho para demostrar la per­sistencia de los conocimientos cotidianos que tienen los alumnos y alumnas a pesar de haber recibido "lecciones" en ciencias bien, al poco tiempo han vuelto a las concepciones iniciales. Este hecho hizo que a partir de la década de los 80 se tuvieran muy en cuenta las concepciones previas sobre el estudio que tenían los estudiante y fue cuando se comenzaron a considerar con estrategia y fuente de problemas a investigar estas ideas previas, utilizándose como hipótesis de las futuras investigaciones de los temas de estudio.

 

Introducción

 

Las investigaciones sobre las ideas de los alumnos han tenido un auge impor­tante en los últimos veinte años en el campo de la Didáctica de las Ciencias y parece que están teniendo una notable influencia en los currículos y la práctica de la enseñanza.

Algunas de las ideas que se des­prenden de estas investigaciones han sido recogidas en los nuevos currícu­los de Ciencias en España, tanto en la Educación Primaria como de la Educa­ción Secundaria. Aparecen referencias a la importancia que tienen para el aprendizaje:

"Asumida la necesidad de conocer la estructura cognitiva de los alumnos, por el papel que desempeña en la elabora­ción de sus conocimientos, hay que resal­tar en ella la especial trascendencia que, en el campo concreto de la ense­ñanza de las Ciencias, tienen las concep­ciones o esquemas alternativos de los estudiantes. Tanto por su resistencia a ser cambiadas como por ser en ocasio­nes contrarias a las ideas que se quiere que aprendan los estudiantes pueden constituir obstáculos para conseguir un aprendizaje significativo de los conteni­dos" (1).

Y se plantea, como orientación metodológica, la necesidad de tener­las en cuenta y partir de ellas en la enseñanza:

"Tomar como punto de partida lo que los alumnos y alumnas conocen y piensan acerca de los hechos y fenóme­nos socio-naturales, y organizar el proce­so de enseñanza teniendo en cuenta dichos conocimientos y concepciones pre­vias".

"En cualquier caso, los profesores deberán tener en cuenta estas concep­ciones e intentar incorporar a su metodo­logía algún mecanismo de exploración e indagación de sus alumnos al respecto (a partir de cuestionarios, entrevistas, obser­vación...)" (2).

Estas recomendaciones están siendo ya recogidas en algunos mate­riales de enseñanza y textos que incorporan estrategias para tener en cuenta las ideas de los alumnos.

El objetivo de este trabajo es intentar responder a estas demandas analizando qué características presen­tan los enfoques de enseñanza que tienen en cuenta las ideas de los alumnos. Para ello, quizás sea necesa­rio, previamente, profundizar en las razones de la importancia de las ideas de los alumnos en el aprendizaje.

 

¿Por qué es necesario tener en cuenta las ideas de los alumnos?

 

A partir de la segunda mitad de la década de los setenta y sobre todo desde el comienzo de los ochenta, hay una masiva constatación empírica de que los alumnos, antes de acceder a la instrucción formal, han desarro­llado un pensamiento propio sobre algunos fenómenos naturales y que muchas de estas ideas permanecen inalteradas tras la instrucción (Pfundt y Duit, 1994).

Aunque la investigación aún no haya establecido conclusiones sufi­cientemente consolidadas en cuanto al carácter específico de las concep­ciones de los alumnos, si ha permitido sacar a la luz algunas características de las mismas y del pensamiento de los niños y adolescentes sobre los fenómenos científicos (Driver, Gues­ne y Tiberghien, 1989; Osborne y Freyberg, I 99 I ).

En primer lugar, se tratan de cons­trucciones personales de los alumnos, es decir elaboradas de modo más o menos espontáneo en su interacción cotidiana con el mundo. Desde la cuna los niños están percibiendo el movimiento, el sonido, la luz y el color de los objetos, y prediciendo de modo más o menos fiable su compor­tamiento. Muchas de estas ideas son previas a la instrucción y diferentes (en algunos casos radicalmente diferentes) a las ideas científicas que se les enseña en la ciencia escolar.

Por tanto, los profesores tenemos que contar con su inevitable existen­cia. En algunas ocasiones utilizamos la frase "partir de cero" para indicar que vamos a enseñar algo al nivel más básico posible y que esto no presupo­ne ningún conocimiento previo. Aun­que esto sea así desde la perspectiva del profesor, no lo es desde la de los alumnos, para el caso de muchos de los contenidos de ciencias relaciona­dos con fenómenos de la vida cotidia­na sobre los que ya poseen algunas ideas.

Ahora bien, el que los alumnos posean "ideas previas" no implica que, de por sí, tengan influencia en los procesos de enseñanza‑aprendizaje. Podrían plantearse éstos ignorando tales ideas y enseñando las ideas cien­tíficas que queremos que los alumnos aprendan.

El problema surge cuando se aprecia que las ideas de los alumnos suelen ser bastante estables y resistentes al cambio, por lo que muchas veces persisten a pesar de haber recibido varios cursos de ciencia. Se han iden­tificado no sólo en niños y adolescen­tes sino también entre adultos e incluso universitarios y dentro de su área de especialidad (por ejemplo en nuestro país, Jiménez y Fernández, 1989; Pozo, 1987; Sebastiá, 1984).

Estos resultados han puesto en cuestión la eficacia del aprendizaje con­ceptual de las ciencias y muestran que los métodos de enseñanza habitual­mente utilizados no alcanzan los fines propuestos en la extensión deseada y que las interacciones entre las ideas de los alumnos y los contenidos esco­lares son más complejas de lo que se pensaba (Gilbert, Osborne y Fens­ham, 1982).

 

Normalmente, los estudiantes no diferencian ambas formas de conoci­miento y, en lugar de cambiar sus ideas previas y asimilar las teorías científicas, asimilan las teorías científi­cas a las ideas que ya tenían, forman­do distintas mezclas o combinaciones entre ambas (Pozo, 1996).

Si la enseñanza de las ciencias se plantea como un objetivo que los alumnos comprendan los conceptos cien­tíficos que se les enseña y que sean capaces de utilizarlos en la explicación de fenómenos, tanto en el ámbito de la ciencia escolar como su vida cotidiana, entonces si parece necesario tener en cuenta las ideas de los alumnos y su influencia en el aprendizaje a la hora de la enseñanza.

Así, a la hora de concebir estrate­gias y modelos de enseñanza es con­veniente tener en cuenta que estas ideas:

• pueden parecer incoherentes desde el punto de vista científco, aunque no tienen por qué serlo desde el punto de vista del alumno.

• pueden ser bastante predictivas con respecto a algunos fenómenos cotidia­nos, aunque no sean científicamente correctas.

• son ideas difusas y poco diferenciadas que, en muchos de los casos, tienen una amplitud de connotación distinta y considerablemente mayor que las de los científicos.

• son, a menudo, dependientes del con­texto. Los alumnos emplean ideas distintas para interpretar situaciones que el científico explicaría del mismo modo.

• a pesar de ser contrucciones persona­les son compartidas por personas de muy diversas características (edad, país de procedencia, formación, niveles socioculturales, etc.) existiendo en general unas pocas tipologías en las que pueda clasificarse la mayor parte de las concepciones alternativas en un área dada.

• su carácter implícito frente a los con­ceptos explícitos de la ciencia. Aunque en algunos casos se identifican estas concepciones a través del lenguaje, la mayoría de las veces se descubren implícitas en las actividades o predic­ciones de los alumnos, constituyen­do "teorías o ideas en acción" (Dri­ver y Erickson, 1983) que los alum­nos no pueden verbalizar.

 

Modelos desarrollados para trabajar con las ideas de los alumnos.

 

Paralelamente a los estudios sobre las ideas de los alumnos se han ido desa­rrollando diferentes modelos didácti­cos para trabajar en las clases con dichas ideas. La gran mayoría de ellos inspirados en modelos sobre el aprendizaje de las ciencias dentro de la perspectiva constructivista, tales como el de cambio conceptual (Pos­ner, Strike, Hewson y Gertzog, 1982) o el de aprendizaje generativo (Osborne y Wittrock, 1983).

Cosgrove y Osborne (I 99 I) anali­zan algunos de los esquemas y estra­tegias propuestos y, en un libro pos­terior, Baird y Northfield (I 992) dan detalles de más de ochenta técnicas estructuradas para implicar de forma activa a los alumnos en el desarrollo de las ideas científicas a partir de las suyas propias. Evidentemente, las estrategias desarrolladas dependen de las edades de los alumnos a las que van destinadas, también de los conte­nidos científicos que se estén ense­ñando y, como no, de las posiciones teóricas que se adopten sobre cómo cambian y evolucionan dichas ideas (Giordan, 1989, Pozo, 1996).

Dentro de esta diversidad cabe citar, por su difusión en la literatura y porque proponen esquemas de ense­ñanza generales, los modelos que sur­gieron a partir del proyecto inglés CLIS (Children Learning in Science) (Needham y Hill, 1987; Driver, 1988) y el neozelandés LISP (Learning in Science Proyect) (Cosgrove y Osbor­ne, 1991). En nuestro país, también se ha propuesto algún modelo (Gil y Martínez, 1987) que comparte bastan­te similitudes con los anteriores.

En la figura I aparece un resumen de los esquemas de enseñanza que se proponen en los modelos del CLIS y del LISP respectivamente que nos ser­virán para ilustrar las fases y estrate­gias que se pueden utilizar en el aula.

Aunque el número y la denomina­ción de las fases varían de un esque­ma a otro, existen suficientes puntos en común que permiten caracterizar tres fases que engloban, a su vez, dife­rentes tareas. Así, podemos distin­guir:

 

I. Fase de explicitación de las ideas de

los estudiantes. 2. Fase de reestructuración de ideas:

Reflexión y la crítica sobre las ideas propias y la de los demás.

Introducción del punto de vista científico.

Diferenciación y reconciliación entre las ideas previas y las ideas científicas.

3. Fase de aplicación y revisión de las ideas aprendidas:

Aplicación de las ideas construidas a situaciones familiares y novedo­sas.

Reflexión sobre el aprendizaje y el cambio o desarrollo de las ideas.

 

A continuación vamos a desarrollar cada una de estas fases, considerando las demandas que plantean para el profesor y los alumnos y describir algunas de las estrategias que se pue­den utilizar.

 

1. Explicitación de las ideas de los estudiantes Como dijimos anteriormente, los alumnos no siempre son conscientes de sus ideas sobre aspectos cotidia­nos del mundo en el que viven. Por tanto, se plantea comenzar con algu­nas actividades que: a) permitan a los alumnos reconocer sus propias ideas para explicar las situaciones que son estudiadas. b) ayudar a los alumnos a verbalizar sus ideas de la vida diaria. c) ayudar a que el profesor esté ente­rado del rango de las ideas de sus alumnos.

 

Es importante destacar que, en estos primeros momentos de la ense­ñanza, no sólo es importante que el profesor conozca las ideas de sus alumnos sino que éstos sean cons­cientes de las suyas para que puedan, posteriormente, compararlas con otras.

Diferentes estrategias se han utili­zado tanto en la investigación como en la enseñanza para poner de mani­fiesto las ideas de los alumnos (3).

 

 

 

LISP

CLIS

 

 

Fases

Objetivos

Fases

Objetivos

 

 

Preliminar

Averiguar los puntos de vista de los alumnos.

Orientación

Despertar el interés y establecer los aspectos a estudiar

 

 

 

 

 

 

 

 

Enfoque

Establecer un contexto.

 

 

 

 

 

Proporcionar

Explicitación de

Permitir a los alumnos y

 

 

 

experiencias

ideas

profesores llegar a

 

 

 

motivadoras.

 

conocer sus ideas previas.

 

 

Confrontación

Facilitar el intercambio

Reestructuración

Crear el conocimiento de

 

 

 

de puntos de vista.

de ideas

punto de vista científico.

 

 

 

Aseguar que se

 

Reconocer ideas

 

 

 

consideren todas las

 

alternativas y examinar

 

 

 

ideas que existan.

 

críticamente las propias.

 

 

 

Mantener abierto el

 

Validar las ideas existentes.

 

 

 

debate.

 

Modificar, extender o

 

 

 

Poner a prueba la validez

 

reemplazar las ideas

 

 

 

de las ideas planteadas.

 

existentes.

 

 

 

Presentar las ideas

 

Validar las ideas nuevas

 

 

 

científicas.

 

construidas. .

 

 

Aplicación

Proponer problemas y

situaciones que se

Aplicación de las

ideas

Reforzar las ideas

construidas con

 

 

 

resuelvan empleando las

 

situaciones familiares y

 

 

 

ideas científicas.

 

novedosas.

 

 

 

Ayudar a los alumnos a

 

 

 

 

 

clarificar el enfoque

Revisión

Conocer el cambio de las

 

 

 

científico y a utilizarlo en

 

ideas y familiarizarse con

 

 

 

las soluciones de los

 

los procesos de

 

 

 

problemas y situaciones

 

aprendizaje para permitir a

 

 

 

planteadas.

 

los alumnos reflexionar

 

 

 

Ayudar a la resolución

 

sobre la extensión en la

 

 

 

de problemas más

 

que sus ideas han

 

 

 

difíciles.

 

cambiado.

 

 

 

 

 

 

 

 


Algunas de las más citadas son:

Predicción, observación y explica­ción de fenómenos (White y Guns­tonne, 1992).

• Actividades de clasificación de casos concretos como ejemplos o con­traejemplos de un concepto o fenó­meno concreto (Osborne y Gilbert, I 979).

• Actividades de discusión y toma de postura ante respuestas dadas por otros chicos (Llorens, 199 l).

Elaboración y discusión de mapas conceptuales (Novak y Gowin, I 988).

• Cuestiones abiertas y resolución de problemas (Serrano y Blanco, 1988).

 

Este proceso necesita de un

ambiente adecuado para que el traba­jo sea efectivo, en el cual todas las ideas y puntos de vistas sean respeta­dos y valorados por el profesor y los alumnos a la vez. Para promover este ambiente puede ser conveniente tra­bajar en pequeños grupos. Este tipo de agrupamiento puede facilitar la explicitación de las ideas ya que:

a) los alumnos pueden ser menos proclives a responder con sus ideas de la vida diaria si ellos temen que el profesor rechace sus respuestas por no estar conforme a las ideas científicas. En el seno de pequeños grupos, los alumnos pue­den hablar y escuchar las ideas de los compañeros sin sentir que están siendo evaluados.

b) la interacción entre iguales en pequeños grupos de discusión podría estimular una evaluación de sus ideas si entran en conflicto con las de sus compañeros.

 

Los resultados de estas discusiones deben recogerse de alguna forma. Estableciendo sus ideas por escrito o hablado, los alumnos pueden llegar a ser más conscientes de lo que ellos piensan y esto, a su vez, podría esti­mularles a cuestinar sus ideas. La rea­lización de posters puede ser una tác­tica útil para estos propósitos (Blanco y Prieto, 1989).

En este proceso el papel del pro­fesor es importante y delicado. Debe actuar como promotor y no controla­dor de la situación. Debe promocio­nar la discusión y fomentar la clarifica­ción y profundización del pensamien­to y las ideas de los alumnos. El uso de determinadas preguntas o expre­siones puede animar a ello. Por ejem­plo (Bell, 1993):

Alumno: Yo considero que no hay gravedad en la Luna ya que no hay aire.

Profesor: Es una idea interesante. ¿Por qué piensas eso?

Dime que significa para ti la palabra "gravedad".

Es interesante. ¿Me gustaría saber que otras personas piensan así?

 

2. Reestructuración de ideas

las ideas de los alumnos parecen

 

resistentes al cambio. No van a cam­biar la forma en que ven las cosas simplemente por realizar una o dos experiencias en las clases y laborato­rios de ciencia. Los mecanismos por los cuales los alumnos desarrollan y/o cambian sus ideas no son todavía sufi­cientemente conocidos y están siendo objeto de muchas investigaciones (por ejemplo ver: Duit, Goldberg, y Niedderer, 1991; Fenshan, Gunstone y White, 1994).

Los resultados obtenidos mues­tran que los planteamientos consis­tentes en que los alumnos abandonen sus ideas en favor de las teorías cien­tíficas (lo que podríamos denominar la versión clásica de los modelos de cambio conceptual) no proporcionan los resultados que se esperaban y se abre paso perspectivas que se centran en que los alumnos diferencien e inte­gren diversos sistemas de conoci­meinto (en este caso el conocimiento cotidiano y científico respectivamen­te) asumiendo que se corresponden con diversos niveles de análisis, de forma que sepan y puedan utilizarlos adecuadamente según el contexto (Pozo, 1996).

Si parece claro que estos proce­sos son lentos y complejos y que intervienen muchos factores relacio­nados con aspectos cognitivos, afecti­vos y con las creencias de los alum­nos sobre la ciencia e incluso sobre el aprendizaje. También dependen de la relación entre las ideas concretas de los alumnos y las científicas que se están estudiando (si son muy pareci­das o si son radicalmente diferentes).

En todo caso, en esta fase de reestructuración parece necesario:

Promover la reflexión y la crítica sobre las ideas propias y la de los demás.

• Utilizar diferentes formar y caminos para introducir el punto de vista científico.

Proporcionar oportunidades para diferenciar y reconciliar las ideas científicas y las ideas cotidianas.

 

Puede comenzarse pidiendo que cada grupo de discusión presente a la clase sus propias ideas sobre el aspec­to estudiado y así todos tendrán conocimiento del rango de ideas que existen.

En la puesta en común el profesor debe ser consciente de no adoptar el papel de evaluador. Si las ideas de los alumnos van a ser abiertamente dis­cutidas por la clase entera, éstos deben percibir que sus ideas son de igual estus a los ojos del profesor, independientemente de si son "correctas" o "incorrectas" desde el punto de vista científico.

El profesor animará a que todos planteen sus ideas y participen en las discusiones. Procurará que todas las ideas se expongan, se discutan y que­den claramente identificadas. Aunque en principio pueden aparecer muchas ideas y el profesor sentirse desborda­do por ellas, normalmente con un poco de guía y ayuda, tras la discu­sión, se reducen a un pequeño núme­ro.

También es importante tener paciencia y no anticipar la posible solución o idea científica (aunque los alumnos lo suelen demandar) o que­rer cerrar la discusión demasiado pronto. La cuestión del control y guía de los debates es difícil y en la prácti­ca supone un equilibrio delicado que el profesor debe mantener.

Una vez concluido el debate puede pasarse a proponer formas de comprobar la validez de las ideas expresadas mediante experiencias concretas y llevarlas a cabo. O bien, si se ve necesario, el profesor introduci­rá ahora el punto de vista científico.

Dos aspectos parecen importan­tes con respecto a este punto. Por un lado, estaría la forma de presentación. Es obvio decir, que los profesores lo hacen intentando buscar un nivel de profundización y lenguaje apropiado para sus alumnos. Además de esto, también parece importante utilizar diferentes formas de presentación del conocimiento científico (mediante experiencias manipulativas, videos, programas informáticos, modelos,...) además de la explicación oral.

Un segundo aspecto tiene que ver con el estatus del conocimiento cien­tífico. Los alumnos suelen ver la cien­cia como un cuerpo rígido de conoci­mientos verdaderos (Lederman, 1992) que ellos deben aprender si quieren llegar a ser "buenos estudian­tes en ciencias". Igualmente, suelen creer que el conocimiento se adquie­re a partir de la observación de fenó­menos o de la experiencia por sim­ples procesos de inducción. Superar esta visión implica que los alumnos lleguen a comprender algo de las for­mas en las que las teorías científicas son desarrolladas y validadas (el papel que juegan en estos procesos la crea­tividad y la experiencia, las diferencias entre las observaciones y las teorías) y comenzar a reconocer el conoci­miento científico como una forma útil de explicar y predecir fenómenos que está siendo constantemente revisado y refinado.

La presentación del conocimiento científico por parte del profesor debe tener en cuenta estos aspectos y hacerlo de forma que incite a su análisis, su crítica y apreciar su utilidad para explicar sus experiencias. Hay que fomentar que comparen las ideas científicas con las suyas propias encontrando analogías y diferencias.

Estas tareas requerirán el uso de estrategias diversas tales como: expe­rimentos, discusiones en grupo, jue­gos, simulaciones, modelización y dibujos o escritos de los alumnos.

Como indican Cosgrove y Osbor­ne ( 199 I ) si esta fase tiene éxito,

...entonces debería terminar con el planteamiento, por parte de los alumnos, de multitud de preguntas, mientras tra­tan de acomodarse a las ideas nuevas. De hecho, el éxito de esta fase puede evaluarse bien respecto a este criterio."

 

3. Aplicación y revisión de las ideas aprendidas

Para que las ideas científicas lle­guen a ser aceptadas y los alumnos se sientan confortables con ellas se necesita tiempo y que lleguen a apre­ciar que son:

• comprensibles para ellos,

• útiles

• y aplicables a un rango de situaciones lo más amplio posible.

 

Se deberán ofrecer oportunidades para aplicar las nuevas ideas en dife­rentes contextos, graduando la fami­liaridad de los mismos. Además de las convenvionales actividades de res­puestas escritas o resolución de pro­blemas de papel y lápiz, se pueden plantear también otras estrategias tales como: resolución de problemas prácticos o proyectos de trabajo, explicación de fenómenos nuevos, exploración de ideas mediante un drama o juego de roles, escritura ima­ginativa, etc.

Una vez más el papel activo del profesor es importante, animándoles a buscar soluciones a los problemas planteados, desafiándoles para que piensen sobre los fenómenos en tér­minos del punto de vista científico y estimulando en sus alumnos un pensa­meinto reflexivo.

Igualmente importante son los procesos de reflexión sobre el apren­dizaje (Driver, 1998). Revisar los pro­cesos de aprendizaje ayudará a los alumnos a comparar sus ideas iniciales con las que al final del proceso de enseñanza se sostienen. Esto incre­mentará su motivación a aprender y su desenvolvimiento en la materia. Se pueden emplear distintas estrategias que parecen favorecer el "aprendien­do a aprender". A los alumnos se les pide que lleven un diario de las clases en el cual recojan sus reacciones per­sonales y sentimientos sobre el desa­rrollo de las mismas. Los registros de la fase de explicitación de ideas (pos­ters, transparencias, ...) se pueden revisar y corregirse, haciendo hinca­pié en qué aspectos han cambiado sus ideas durante las clases. También se pueden utilizar métodos más conven­cionales tales como los de "pretest­postest" para comparar sus respues­tas antes y después de la enseñanza.

 

Finalmente: además de las ideas de los alumnos...

 

Como puede apreciarse, los enfoques de enseñanza basados en las ideas de los alumnos suponen un esfuerzo por contextualizar mejor las tareas educa­tivas, adaptándose a las características de los alumnos, con el objetivo de fomentar la calidad del aprendizaje de las ciencias. Ahora bien, este aspecto no es el único factor que incide en el aprendizaje y quizás, para el caso de determinados alumnos o en determi­nadas situaciones, no sea el más determinante. Por tanto, no se puede esperar que, sólo por el hecho de tenerlas en cuenta, se vayan a solucio­nar todos los problemas del aprendi­zaje de las ciencias.

La importancia de los aspectos actitudinales y afectivos y las creen­cias y expectativas de los alumnos sobre la ciencia y su aprendizaje, algu­nos bien conocidos por los profeso­res, está siendo recogida por la inves­tigación didáctica, intentando integrar todos estos factores en modelos que proporcionen avances en la teoría y en la práctica de la Enseñanza de las Ciencias.

 

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NOTAS

 

(I). Decreto 106/1992 de 9 de junio por el que se establecen las enseñanzas corres­pondientes a la Educación Secundaria Obliga­toria en Andalucía. Anexo II: Área de Cien­cias de la Naturaleza.

(2) Decreto 105/1992 de 9 de junio por el que se establecen las enseñanzas correspon­dientes a la Educación Primaria en Andalucía. Anexo II: Área de Conocimeinto del Medio. (Similares orientaciones se recogen en el currículo de Ciencias de la Naturaleza para la ESO).

(3). Escapa ala extensión de este trabajo describir y profundizar en estas estrategias, lo que puede encontrarse en la referencia indicada en cada una de ellas.