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
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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.