1. Metacognición Modelos Para La Enseñanza y Aprendizaje de Las Ciencias

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La metacognición en los modelos para la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias

Oscar Eugenio Tamayo A1. Universidad Autónoma de Manizales

Introducción Resumen La metacognición es especialmente importante para la educación y para la didáctica de las ciencias debido a que incide en la adquisición, comprensión, retención y aplicación de lo que se aprende; su influencia se da además sobre la eficacia del aprendizaje, el pensamiento critico y la resolución de  problemas. Según Kuhn, Amsel & O’Loughlin   (1988), es una de las habilidades más importantes que definen el pensamiento científico, mediante ella se pueden diferenciar y relacionar la teoría y los hechos; es decir, ser capaz de pensar explícitamente acerca de acerca de las ideas o concepciones que uno tiene, mas que solo pensar con  con  esas concepciones (Manson, 1994). Las líneas que presentamos a continuación tienen como propósito central mostrar los desarrollos más significativos que ha tenido el concepto de metacognición para la didáctica de las ciencias desde diferentes modelos para su enseñanza y aprendizaje.

Palabras clave Metacognición, enseñanza, aprendizaje, ciencias, modelos didácticos.

Acerca del concepto de Metacognición

El conocimiento y la regulación de la cognición parecer abarcar una amplia variedad de objetos, áreas y dominios; es decir, es un fenómeno de dominio general en el cual las habilidades cognitivas tienden a encapsularse dentro de dominios o áreas especificas, mientras que las habilidades metacognitivas se extienden por múltiples dominios, aun cuando estos tengan poco en común, (Gourgey, 1998). En el mismo sentido KarmiloffSmith (1992) considera que el conocimiento metacognitivo y la regulación son habilidades cualitativamente diferentes de otras habilidades cognitivas; argumenta que la metacognición parece ser mas duradera y general que otras habilidades cognitivas dominio-especificas. En cuanto a las posibles relaciones entre la metacognición con las habilidades cognitivas hay consenso generalizado en que la metacognición no depende del coeficiente intelectual de la persona Los estudiantes aunque pueden interpretar en forma adecuada sus experiencias cotidianas no son conscientes necesariamente de los procesos metacognitivos que realizan. La ausencia de este tipo de conciencia les impide comprender que sus ideas  pueden ser cuestionadas y, a su vez, favorece la creación de concepciones alternativas. al ternativas. Frente al desarrollo de este conocimiento metacognitivo hay quienes piensan que al enseñar ciencias se debe hacer énfasis de manera explícita sobre los procesos 1

 Profesor Universidad de Caldas. Universidad Autónoma de Manizales. E-mail [email protected]

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metacognitivos de los estudiantes, dada la dificultad que tienen para reflexionar sobre sus teorías o sobre las relaciones explícitas entre las teorías y los datos (Kuhn, 1989). Otros consideran que los estudiantes, al aprender, incrementan su conciencia acerca de los principios que gobiernan sus conocimientos y llegan a ser progresivamente capaces de reflejarlo sobre sus conocimientos (Karmiloff-Smith, (Karmiloff -Smith, 1992). El conocimiento metacognitivo se refiere al conocimiento que tienen las personas sobre sus propios procesos cognitivos. La metacognición ha sido definida como la habilidad  para monitorear, evaluar y planificar nuestro propio aprendizaje (Flavell, 1979). De manera aun más general fue definida por Flavell (1987), como cualquier conocimiento  sobre el conocimiento. conocimiento. A partir de estas primeras definiciones en las últimas dos décadas se han realizado importantes esfuerzos con el propósito de tener un conocimiento más detallado de la metacognición y de su relación con los procesos de aprendizaje. En consecuencia, en la actualidad encontramos un amplio constructo teórico (Gunstone & Mitchell, 1998; Martí, 1995; Meyer, 1998; Sternberg, 1998) y una variedad importante de estrategias metodológicas para su valoración (Osborne, 2000; Pintrich, et al. 1993; Tobías y Everson, 1996) que permiten referirnos a la metacognición como a un concepto joven y con gran potencialidad en la enseñanza de las ciencias. Siguiendo a Gunstone & Mitchell (1998), el estudio de la metacognición aborda tres aspectos generales: conocimiento, conocimiento, conciencia y control   sobre los propios procesos de  pensamiento. El  pensamiento. El conocimiento metacognitivo es el conocimiento que tienen las personas sobre sus propios procesos cognitivos; son conocimientos de naturaleza diferente que  pueden referirse, según Flavell (1987), a los conocimientos sobre las personas, sobre las tareas o sobre las estrategias. Un estudiante que conozca en forma adecuada sus  procesos cognitivos puede "hablar" o "reflexionar" sobre sus procesos de pensamiento  propios y/o de los demás. El conocimiento declarativo; declarativo; es un conocimiento proposicional referido a una  saber que, que, acerca de uno mismo como aprendiz y de los diferentes factores que influyen de manera positiva o negativa en nuestro rendimiento. El conocimiento  procedimental  es un  saber cómo  cómo  se hacen las cosas, de cómo suceden, es un tipo de conocimiento que  puede representarse como heurísticos y como estrategias en las cuales los individuos definen los pasos seguidos en la solución a un problema. El conocimiento condicional   es un  saber por qué y cuándo  cuándo  se usan el conocimiento declarativo y el procedimental (Garner, 1990). Según Reynolds 1992, (citado por Schraw 1998), este tipo de conocimiento ayuda al estudiante a distribuir selectivamente los recursos y a usar las estrategias más eficientemente, permite además identificar el conjunto de condiciones y las exigencias situacionales de cada tarea de aprendizaje. Este conocimiento es ubicado por Martí (2000, comunicación personal), como un tipo de conocimiento estratégico de importancia para muchos investigadores debido a su influencia en la educación. Consiste en poder desplegar una serie de estrategias y en saber hacer un análisis de la situación con el propósito de conocer cuáles son las más adecuadas. Al hablar de un tipo de conocimiento condicional, además de tener conciencia de lo que se debe realizar a nivel cognitivo, se deben emplear también conocimientos específicos relacionados con la tarea que se quiere resolver; en tal

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sentido el conocimiento condicional reúne tanto conocimiento de orden cognitivo como conceptual, y es debido a la importancia de esta interacción entre lo cognitivo y lo conceptual que el conocimiento condicional es especialmente importante para la educación. La conciencia metacognitiva es un saber de naturaleza intra-individual, se refiere al conocimiento que tienen los estudiantes de los  propósitos  de las actividades que desarrollan y de la conciencia que tienen sobre su  progreso personal ; es un conocimiento que permite el control o la auto-regulación del pensamiento y de los  procesos y productos del aprendizaje (Hartman, 1998). La regulación (o control) metacognitiva se refiere al conjunto de actividades que ayudan al estudiante a controlar su aprendizaje, se relaciona con las decisiones del aprendiz antes, durante y después de realizar cierta tarea de aprendizaje. Se asume que la regulación metacognitiva mejora el rendimiento en diferentes formas: mejora el uso de la atención, proporciona una mayor conciencia de las dificultades en la comprensión y mejora las estrategias ya existentes. Se ha encontrado un incremento significativo del aprendizaje cuando se incluyen, como parte de la enseñanza, la regulación y la comprensión de las actividades, (Schraw, 1998). La regulación de los procesos cognitivos esta mediada por tres procesos cognitivos esenciales: planeación, monitoreo y evaluación (Browm, 1987). La  planeación implica la selección de estrategias apropiadas y la localización de factores que afectan el rendimiento tales como la predicción, las estrategias de secuenciación y la distribución del tiempo o de la atención selectiva antes de realizar la tarea; es decir, consiste en anticipar las actividades, prever resultados, enumerar pasos. El monitoreo se refiere a la  posibilidad que se tiene, en el momento de realizar la tarea, de comprender y modificar su ejecución, por ejemplo, realizar auto-evaluaciones durante el aprendizaje, para verificar, rectificar y revisar las estrategias seguidas. La evaluación, realizada al final de la tarea, se refiere a la naturaleza de las acciones y decisiones tomadas por el aprendiz; evalúa los resultados de las estrategias seguidas en términos de eficacia. El conocimiento y la regulación de la cognición se relacionan mutuamente. Martí (1995), considera que es muy probable que el conocimiento que tiene una persona sobre su cognición repercuta sobre la regulación cognitiva, de igual manera, considera que es  probable que los procesos reguladores aplicados por las personas al abordar una tarea de aprendizaje repercutan sobre el conocimiento que van elaborando y sobre sus propios  procesos cognitivos, en el mismo sentido, Schraw (1998), muestran que el conocimiento declarativo facilita la regulación en la solución de problemas en estudiantes de 5º y 6º. De igual manera, Schraw (1998), muestran que el conocimiento de estrategias está relacionado con el auto-reporte de las estrategias empleadas en la resolución de una tarea. Se han descrito diferentes marcos teóricos en los que se fundamentan las actuales investigaciones sobre la metacognición. Los más destacados son: el procesamiento de la información, la perspectiva piagetiana, y la vigotskiana y el marco constructivista. A continuación nos referiremos brevemente a cada uno de estos marcos, para ello nos  basaremos en Martí, (1995).

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Desde el marco del procesamiento de la información para lograr una actuación adecuada se requiere poseer, además de ciertos conocimientos y estrategias, una supervisión reguladora de la persona sobre su propia actuación, esta supervisión hace que las actividades se hagan de manera flexible y adaptada a la exigencia de la tarea. Destacan tres tipos de procesos: de anticipación, de ejecución y de verificación y evaluación de los resultados. Dentro de esta perspectiva se hace énfasis en la necesidad de supervisión y control y se señala la importancia de diferenciar al menos dos aspectos de la cognición: el conjunto de conocimientos (declarativos y estratégicos) y el control realizado sobre las acciones para lograr el objetivo. Quienes defienden el procesamiento de la información consideran que el control es consie nte, intencional y deliberado. Para Piaget la toma de conciencia es un proceso de conceptualización, ocurrido en el  plano representativo, de aquello que ya esta adquirido en el plano de la acción, (Piaget, 1974, citado por Martí, 1995). En esta perspectiva teórica la toma de conciencia es un  proceso y no se da de forma inmediata, debe reflejarse a través de conceptualizaciones con grados diferentes de conciencia, lo cual lleva a conocimientos explícitos que la  persona puede exteriorizar mediante sus acciones o sus verbalizaciones. Para Piaget las regulaciones no solo son los mecanismos de control y ajuste de la persona en el momento de lograr un objetivo, sino que a la vez dichas regulaciones generan nuevas formas de conocimiento. Para Vygotsky el desarrollo cognitivo esta determinado y regulado por el desarrollo metacognitivo, por la adquisición e internalización de herramientas de auto-regulación, dentro de las que el lenguaje se constituye como el instrumento fundamental de la regulación. Desde esta perspectiva teórica el desarrollo cognitivo seria esencialmente desarrollo metacognitivo, (Rivière, 1986), en el que uno de los aspectos mas importantes es conocer como se produce el paso de la regulación externa, realizada por otras personas, a una auto-regulación, lo cual se realiza gracias a un proceso de internalización. Las actividades de regulación externa ejercidas por otras personas han de ser asimiladas progresivamente por el aprendiz, quien a su vez debe manifestar estas actividades de regulación de forma cada vez mas visible y comunicable. Desde la perspectiva constructivista dentro de los aspectos relacionados con la metacognición mas importantes para el aprendizaje se encuentran, según Martí (1995): 

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La importancia de la toma de conciencia como mecanismo de cambio en el desarrollo y como elemento esencial de muchos aprendizajes. La necesidad de tomar en cuenta mecanismos auto-reguladores para explicar el desarrollo cognitivo y la gestión eficaz de nuevos aprendizajes La importancia de la regulación ejercida por otras personas para dar cuenta del aspecto social y guiado del desarrollo y del aprendizaje.

Como es tradición en diferentes campos de estudio, el constructo metacognición esta conceptual y metodológicamente relacionado de manera estrecha con el constructo autoregulación. No entraremos a discutir la posible sinonimia entre ellos pero si

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destacaremos algunos de los aspectos auto-reguladores, comunes en términos globales, que inciden en la motivación de los estudiantes frente su aprendizaje. Como ilustración de lo anterior Wolters (1998) escribe que los aprendices auto-reguladores son generalmente caracterizados como aprendices activos que manejan eficientemente sus  propias experiencias de aprendizaje en formas diferentes (Schunk & Zimmermann, 1994); tienen un gran arsenal de estrategias cognitivas y metacognitivas que fácilmente despliegan, cuando necesitan, para llevar a cabo tareas académicas; adaptan los objetivos de aprendizaje y persisten en sus esfuerzos por alcanzarlos. Son capaces de monitorear y si es necesario, modificar sus estrategias con el propósito de satisfacer las demandas de la tareas. En síntesis, los aprendices auto-reguladores están motivados, son independientes y son metacognitivamente activos en su propio aprendizaje. Sanmartí y col. (1997), destacan la importancia de promover que los alumnos aprendan los saberes metacognitivos que les permitirán auto-regular sus aprendizajes, al mismo tiempo que aprenden los conceptos científicos. Ubicados los autores en la Teoría de la Actividad, consideran que es posible deducir estos saberes metacognitivos del análisis de la actividad del aprendizaje realizado por las personas, en la que las acciones se definen como la unidad principal. destacan los autores como componentes centrales de la auto-regulación el aprendizaje los siguientes. 

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La apropiación de los objetivos de aprendizaje. destacan la necesidad de que los alumnos sean conscientes de lo que van a aprender, del por que se les proponen ciertas actividades. lo anterior lleva a promover en los estudiantes que evalúen y auto-regulen sus representaciones acerca de que y como van a aprender o están aprendiendo. Desarrollo de capacidades de anticipación y planificación de la acción. Si un alumno tiene desarrolladas estas capacidades, podrá representarse mentalmente y explicitar, de ser necesario, las acciones que debe llevar a cabo para culminar la tarea con éxito. La apropiación de los criterios e instrumentos de evaluación. Es necesario que el alumno reconozca y se apropie de las normas y criterios que le permitan decidir si ha entendido un determinado concepto, si sabe poner en practica cierto  procedimiento y su actitud es la esperada. para los autores este es un aspecto esencial para la auto-regulación desde la perspectiva comunicativa.

Como queda demostrado con lo anterior, desde esta perspectiva de la Teoría de la Actividad se destaca igualmente la importancia y necesidad de desarrollar habilidades metacognitivas y auto-reguladoras que permitan el logro de aprendizajes más significativos por parte de los estudiantes. Esta reflexión la podemos abordar desde los diferentes modelos que tradicionalmente han orientado buena parte la discusión en la  pedagogía y en la didáctica de las ciencias, los modelos para la enseñanza, aspecto que desarrollaremos a continuación.

6 Enumerar pasos Prever resultados Anticipar actividades Durante el ejercicio

Antes de la tarea

Universal

Sujeto

Planeamiento

Interindividual

Intraindividual

General

Declarativo

Tareas

Procedimental

Relativo

Monitoreo

Pued Condicional

Rectificación Verificación

Regulación Saber cómo

Conocimiento Saber qué

Estratégico E

Revisión

Estable

Fina

Metacognición

Evaluación

Falible

Resultados

Tematizable

Eficacia Inestables Tematizables Relativamente independientes

Conciencia metacognitiva

Desarrollo tardío

Finalidad de la actividad

Progres o

Figura 1: Componentes del conocimiento metacognitivo Tamayo, A. O. 2002.

Proceso regulador consciente

Teoría de la mente

Todo proceso regulador

Conocimiento sobre el conocimiento

Conocimiento sobre propios  procesos cognitivos

La metacognición en los modelos para la enseñanza de las Ciencias.

A continuación nos centraremos en identificar algunas de las características centrales de los principales modelos pedagógicos que han orientado la enseñanza de las ciencias, no sin antes reconocer la gran diversidad de parámetros que es posible escoger para la construcción de los diferentes modelos. De allí que sea posible la construcción de modelos de acuerdo con, por ejemplo: el tipo de actividad desplegada por alumnos y  profesores, las relaciones establecidas entre actores educativos, el grado de individualización del alumno en el proceso de enseñanza-aprendizaje, la opción sociopolítica asumida tanto por el maestro como por las instituciones educativas, el concepto de desarrollo, el de hombre, el de cultura, el tipo de institución educativa  participante, etc. Una vez presentada esta caracterización general de los distintos modelos nos centraremos en la caracterización de las habilidades metacognitivas en ellos. Conviene en este momento destacar que estos modelos más que tratar de explicar fenómenos reales o imaginarios relacionados con la enseñanza, sirven como instrumentos de análisis que ayudan a comprender y a clasificar teóricamente diferentes experiencias educativas reales. En tal sentido, los modelos son categorías descriptivoexplicativas, auxiliares para la construcción teórica de la pedagogía que responden a contextos espacio-temporales definidos. Realizar algunas precisiones sobre los modelos  pedagógicos en la enseñanza de las ciencias y su relación con la metacognición  permitirá, de una parte, reflexionar acerca de la forma en que se ha asumido la

La metacognición en los modelos para la enseñanza de las Ciencias.

A continuación nos centraremos en identificar algunas de las características centrales de los principales modelos pedagógicos que han orientado la enseñanza de las ciencias, no sin antes reconocer la gran diversidad de parámetros que es posible escoger para la construcción de los diferentes modelos. De allí que sea posible la construcción de modelos de acuerdo con, por ejemplo: el tipo de actividad desplegada por alumnos y  profesores, las relaciones establecidas entre actores educativos, el grado de individualización del alumno en el proceso de enseñanza-aprendizaje, la opción sociopolítica asumida tanto por el maestro como por las instituciones educativas, el concepto de desarrollo, el de hombre, el de cultura, el tipo de institución educativa  participante, etc. Una vez presentada esta caracterización general de los distintos modelos nos centraremos en la caracterización de las habilidades metacognitivas en ellos. Conviene en este momento destacar que estos modelos más que tratar de explicar fenómenos reales o imaginarios relacionados con la enseñanza, sirven como instrumentos de análisis que ayudan a comprender y a clasificar teóricamente diferentes experiencias educativas reales. En tal sentido, los modelos son categorías descriptivoexplicativas, auxiliares para la construcción teórica de la pedagogía que responden a contextos espacio-temporales definidos. Realizar algunas precisiones sobre los modelos  pedagógicos en la enseñanza de las ciencias y su relación con la metacognición  permitirá, de una parte, reflexionar acerca de la forma en que se ha asumido la enseñanza de las ciencias en el pasado y, de otra, reconocer sus posibilidades de cambio en la medida en que incorporamos la reflexión metacognitiva en los procesos de enseñanza y de aprendizaje. A continuación caracterizamos la reflexión metacognitiva en algunos de los principales modelos pedagógicos y didácticos para la enseñanza de las ciencias. El primer modelo corresponde a los enfoques tradiciones en la enseñanza de las ciencias, el segundo a los modelos centrados en el aprendizaje significativo, el tercero a los modelos de enseñanza  por descubrimiento y, el tercero, a los modelos constructivistas (Sanmartí, 1995). 

La metacognición en los modelos tradicionales para la enseñanza de las ciencias

En los modelos tradicionales no se ha reconocido el dinamismo de las ciencias, no nos hemos detenido a reflexionar sobre su larga historia y mucho menos a concebir su desarrollo histórico como un elemento central para la comprensión de estas ciencias, y en forma especial, para la orientación de su enseñanza. Dentro de estos modelos se considera al alumno como el sujeto que aprende, desprovisto también de historia. Esto ha conducido al ejercicio de una enseñanza agenética en la que trata de enseñarse todo en poco tiempo y se desconoce así la experiencia del estudiante. De igual manera la enseñanza tradicional de las ciencias pretende explicar su estructura lógica actual, sin hacer evidente el engranaje conceptual que la hace posible, esto dificulta su aprendizaje. Dentro de esta visión tradicional de la enseñanza de las ciencias podemos diferenciar dos énfasis: los centrados en lo sensorial, y los centrados en la transmisión oral (Sanmartí, 1995)

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Los modelos pedagógicos que dan especial énfasis a la observación como actividad dinamizadora del aprendizaje pretenden crear sucesivamente en el estudiante un proceso de impresión sensible y de abstracción. Dentro de esta perspectiva de aprendizaje el espíritu del niño, en el principio de su existencia, es una especie de tabla rasa sobre la que se graban progresivamente las impresiones suministradas por los sentidos. Lo único que varía de un sujeto a otro es el grado de sensibilidad, es decir, la capacidad para extraer los elementos comunes a las diferentes imágenes, denominada capacidad de abstracción (Aebli, 1958). Los métodos basados en la observación tienen el inconveniente que sólo captan la apariencia externa de los fenómenos. Para la formación de una noción se requiere, además de la observación, la actividad mental orientada hacia la construcción de un sistema de operaciones y relaciones a partir de las cuales se define la noción. Orientar la enseñanza de las ciencias por procesos observacionales es privilegiar la observación sobre la comprensión; es desvincular el aprendizaje de una parte respecto al todo que la globaliza; es pretender objetividad a través del ejercicio de la observación  pura, desconociendo que toda observación depende de un punto de vista teórico. En términos de Not (1994) no está bien que el poder de la observación se desarrolle más rápidamente que el arte de interpretar. Se deriva de lo anterior el rechazo a las lecciones de cosas, a la enseñanza científica prematura y a todo proceso empírico de descubrimiento, pues hacen falta marcos de referencia sólidos para interpretarlos; queda claro que no hay progreso para ningún escolar del mundo ni en lo que oye ni en lo que ve sino en lo que hace. Todo aprendizaje se adquiere a base de actividad  (Not, 1994). Es de anotar que a la actividad que aquí se hace referencia, es de tipo mental. Los modelos de enseñanza tradicional centrados en la transmisión oral diferencian con facilidad los poseedores del saber y los de la ignorancia. Entre los unos y los otros -maestros y estudiantes-- existe transmisión unidireccional del conocimiento, de esta forma se hace a un lado la posibilidad de ver la educación como un proceso de intercambio cultural. Es característico dentro de este modelo el uso extensivo del lenguaje (Mockus, 1989), en el que prima el discurso del profesor. Un modelo tradicional para la enseñanza de las ciencias que no reconozca el dinamismo y la historicidad de éstas y, a su vez, que considere que los estudiantes son sujetos de aprendizaje sin historia, es un modelo en el que la reflexión metacognitiva esta vedada. En este caso podríamos hablar preferiblemente, siendo optimistas, de reflexiones metaconceptuales en las que los estudiantes logran un dominio instrumental de lo que les es enseñado, pueden comprender la estructura lógica de las ciencias que estudian,  pueden resolver ejercicios característicos, generalmente de lápiz y papel, similares a los estudiados en los diferentes procesos de clase. Estas reflexiones de orden conceptual, en el caso, por ejemplo, de la estructura atómica, se preguntan por problemas tales como la continuidad o discontinuidad de la materia, por la composición del átomo, por la ubicación de las diferentes partículas subatómicas, por los diferentes tipos de orbitales moleculares y de enlaces químicos, entre muchas otras cuestiones. Son preguntas que exploran en mayor o en menor profundidad el problema conceptual al cual estas se refieren.

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Es claro que este tipo de reflexiones tan importantes para los desarrollos conceptuales de las diferentes ciencias no exploran, o no se interesan por explorar, las dificultades que pueden o no tener los estudiantes en el proceso de aprendizaje de los diferentes conceptos y menos se interesan por el grado de conciencia que tienen los estudiantes acerca de los procesos por los cuales aprenden lo que les es enseñado. Retomando el ejemplo anterior la reflexión metacognitiva acerca de la estructura atómica se pregunta  por problemas tales como: cuáles son los obstáculos que tienen los estudiantes para aprender los nuevos conceptos enseñados (composición del átomo, conceptos de enlace, orbital…)? cuál es el grado de conciencia de los estudiantes acerca de sus procesos de aprendizaje? Cómo autorregulan su aprendizaje? Estas nuevas preguntas ya no exploran la estructura disciplinar en si misma, como se hace a través de la reflexión metaconceptual, sino que se ocupan de explorar el funcionamiento de las estructuras cognitivas y emotivas de los estudiantes en función del logro o no de ciertos aprendizajes. Son preguntas que localizan, y de alguna manera dinamizan, una reflexión de orden epistémico en la ontología del sujeto que aprende. Son preguntas que se salen del ámbito de lo epistémico y se ubican en las estructuras cognitivo-emotivas de los sujetos que aprenden y, al hacerlo, reconocen los pros y los contras de las concepciones alternativas y de los modelos mentales de ellos en los procesos de aprendizaje. Con lo anterior destacamos que cualquier aprendizaje se realiza a partir de las estructuras cognitivas y emotivas de quien aprende, en otras palabras, nos acercamos a los modelos conceptuales de las ciencias, conocemos su estructura lógica, desde y con nuestras concepciones alternativas y modelos mentales que empleamos cotidianamente, desde nuestros afectos y nuestras motivaciones. En este punto de la reflexión no podemos dejar de hacer referencia, así sea sucinta, al reconocimiento de que todo aprendizaje implica la construcción de representaciones mentales sobre lo que es aprendido. En la construcción de las mencionadas representaciones mentales, sean estas guiones, imágenes, modelos mentales o representaciones proposicionales, la ontología del sujeto es determinante. Desde el ámbito de la educación en ciencias lo anterior se traduce en la necesidad de explorar en  profundidad las ideas (modelos) que tienen los estudiantes sobre un concepto determinado y proponer las diferentes actividades de enseñanza-aprendizaje en coherencia con aquellas. Desde la perspectiva de los modelos tradicionales para la enseñanza de las ciencias el énfasis en el reconocimiento de las ideas de los estudiantes pasa a un segundo plano. Son modelos de enseñanza agenéticos en los que poco o nada importan las experiencias  previas de los estudiantes y en los que el énfasis se localiza en la adquisición de la estructura conceptual de la ciencia enseñada. Dado que el acento se ubica en aspectos de orden conceptual y metaconceptual y no en aspectos de orden metacognitivo, no podría esperarse que en estos modelos pedagógicos y didácticos los estudiantes lograran importantes avances en la diferenciación de los distintos tipos de conocimiento, en el logro de mayores grados de conciencia sobre sus propios procesos de aprendizaje y en todos aquellos procesos implicados en la autorregulación del aprendizaje como son los de planeación, monitoreo y evaluación, entre otros. Queda claro, entonces, que aquellos modelos de enseñanza de las ciencias con un marcado énfasis en la estructura conceptual de los conceptos enseñados y en los que a su vez hay desconocimiento de las

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concepciones alternativas de los estudiantes, son modelos en los que poco se favorece la reflexión metacognitiva de los estudiantes. Si bien la distinción entre la reflexión metaconceptual y la metacognitiva pueda parecer en primera instancia poco relevante para la enseñanza y aprendizaje de las ciencias, es sin duda un campo importante de reflexión que en última instancia permite generar luces sobre la misma estructura epistemológica de los diferentes conceptos y ciencias, así como sobre los procesos de pensamiento seguidos por los estudiantes cuando se enfrentan al aprendizaje de los distintos conceptos que se les enseñan. Además de lo anterior, y seguro tan importante como ello, evidenciar nuevas relaciones entre la reflexión metaconceptual y la metacognitiva nos lleva a otro campo de reflexión de especial interés para la Educación en ciencias, en términos de Chevallard (1985), nos ubica en las múltiples relaciones que se pueden establecer entre el saber sabio, el saber enseñado y el saber aprendido, de igual manera nos lleva al establecimiento de nuevas relaciones entre la ciencia, la filosofía de la ciencia y la educación en ciencias. Los modelos tradicionales para la enseñanza de las ciencias hacen un marcado énfasis en lo sensorial y en la transmisión oral del conocimiento. La observación, como la actividad central en el aprendizaje, sólo permite captar la apariencia externa de los fenómenos estudiados. Al igual que en lo discutido en las lí neas anteriores, privilegiar la observación del fenómeno o concepto a aprender en si mismo sin hacer evidente que observamos desde nuestras ideas y desde nuestras experiencias, desplaza la reflexión metacognitiva a un segundo plano. Desde el ámbito de la metacognición, y en relación con la observación, algunas de las preguntas centrales pueden ser: ¿Por qué observamos lo observado?, ¿Cómo influyen mis experiencias y mis conocimientos en las observaciones que realizo? ¿Qué obstáculos identifico en el momento de realizar la observación?, ¿Qué grado de conciencia tengo acerca de mi capacidad observacional?, ¿Cuándo realizo buenas o malas observaciones y por qué?, ¿Cómo influye la observación que realizo en el procedo de aprendizaje?, ¿Cómo orientan mis afectos y motivaciones la observación?, ¿Cómo regulo los procesos observacionales? Nótese que las preguntas planteadas exploran por el conocimiento que tiene el estudiante acerca del funcionamiento de sus “estructuras observacionales” (teorías observacionales marco, modelos mentales) y no por el evento observado en si mismo. De otra parte, los modelos de enseñanza tradicionales siguen modelos comunicativos unidireccionales centrados en la transmisión oral del conocimiento. Son modelos en los que los profesores son los poseedores del saber y los estudiantes de la ignorancia y, en tal sentido, el proceso de instrucción, mediado por el lenguaje oral, tiene la direccionalidad profesor-alumno. Dentro de estos modelos se considera al lenguaje como el vehículo del pensamiento y no se le da la dimensión de estructurador del  pensamiento. Son modelos en los que el estudiante logra, en el mejor de los casos, un dominio lingüístico superficial de los temas enseñados, lo cual es muy coherente con los sistemas de evaluación característicos de estos modelos en los cuales el papel de la memoria es preponderante. Algunas de las categorías referidas al uso del discurso de los estudiantes se refieren a aspectos estructurales y funcionales, dentro de estos son de especial importancia para la educación en ciencias los segundos sobre los cuales haremos a continuación algunas

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 precisiones, especialmente en cuanto a la coherencia de los textos, las representaciones lingüísticas, la estructura del discurso y el tipo de causalidad. La coherencia de un discurso escrito está determinada tanto por el orden de las oraciones como por su significado en un contexto determinado; puede ser global o local. La coherencia local está en íntima relación con la secuencia de oraciones que constituyen el discurso; puede ser condicional, cuando priman las relaciones condicionales o temporales entre los hechos o las acciones; o funcional, cuando las  proposiciones tienen por sí mismas una función semántica definida en términos de las relaciones con las proposiciones previas, (van Dijk, 1989). En la información semántica de un discurso lo más importante es la explicación contenida en su macroestructura o coherencia global; sin esta no habría control sobre las conexiones locales realizadas y las que les suceden. La ausencia de coherencia global  puede llevar a conectar las oraciones de manera apropiada según criterios de coherencia local donde se vinculan hechos o factores sin llegar a relacionarse en función de un tópico específico. En otras palabras la coherencia global del texto orienta el establecimiento de relaciones entre las diferentes proposiciones y oraciones utilizadas en el discurso y, a su vez, es la información semántica que da unidad total al discurso. En el análisis del discurso de los estudiantes la coherencia local y la coherencia global determinan, en unión con el contexto en el cual se genera el discurso, sus múltiples significados. En cuanto a las representaciones lingüísticas se distinguen tres niveles: 

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Representación textual superficial: Representación elaborada a partir de las palabras  presentadas en el texto analizado; se emplean oraciones literalmente iguales a las encontradas en el texto que se analiza. Representación de la base del texto: Se especifican diferentes relaciones semánticas entre las diferentes partes del texto analizado. El estudiante puede concertar las ideas encontradas en el texto, para ello puede emplear frases que conservan el mismo significado. Representación del modelo situacional: Es una representación de la situación descrita por el texto en la que se pueden realizar re-elaboraciones muy alejadas del texto base.

En cuanto a la estructura del discurso es importante diferenciar, en primera instancia, los discursos explicativos de los descriptivos. Un discurso descriptivo es aquel en el cual se observa mayor uso de conectores de certeza y lugar entre las diferentes ideas expresadas por los estudiantes. Uno explicativo es aquel en el cual se observa un mayor uso de conectores de causa y consecuencia entre las diferentes ideas de los estudiantes El empleo de relaciones causales entre un bajo número de ideas dispuestas generalmente de manera secuencial, con co-variación simple entre ellas es característico de un discurso con causalidad simple. Estos son discursos que se basan en una definición de conceptos en términos absolutos más que como una relación entre otros conceptos  previamente definidos (Driver, 1988, Citada por Pozo et al. 1991). Mientras en los

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discursos causales complejos se da el empleo de relaciones causales entre más de 2 ideas contenidas en los textos, el control de variables y co-variación múltiple. Desde el ámbito de la metacognición nada más importante que el conocimiento y la conciencia acerca de nuestros usos lingüísticos. Aprender en profundidad cierto concepto en más que saberlo enunciar. Se requiere, entonces, reconocer la potencia del lenguaje en la adquisición de los conceptos y, de igual manera, identificar aquellos obstáculos y potencialidades que hacen del lenguaje uno de los mediadores por excelencia del aprendizaje. Un modelo comunicativo unidireccional no tiene dentro de sus finalidades el que los estudiantes conozcan en detalle sus dificultades en el momento de enunciar sus ideas, ni se preocupa por generar conciencia en los estudiantes de cuándo cierta construcción lingüística “refleja” en realidad lo que es cierto concepto, ni de cómo los aspectos estructurales y funcionales de los conceptos son inseparables. En términos de van Dijk (1989), los estudiantes deben aprender a reconocer cuándo sus construcciones lingüísticas son una representación superficial del concepto que se ha enseñado o cuándo, por el contrario, sus construcciones representan el texto base o, mejor aún, representan el modelo situacional al cual hace referencia la situación o el concepto presentado. Desde esta perspectiva metacognitiva los estudiantes deben saber si sus construcciones lingüísticas son simplemente “ecos” de los libros de texto o del discurso del profesor, si son construcciones ancladas en las ideas encontradas en éstos o si son construcciones personales que integran de manera coherente y consistente las ideas de éstos. Los estudiantes deben aprender a reconocer cuándo sus construcciones discursivas, sean orales o escritas, tienen coherencia global o local, deben saber identificar discursos descriptivos de los explicativos e identificar cuándo sus discursos son lineales o, por el contrario, son discursos en los que se relacionan de manera compleja los diferentes conceptos incluidos en este. Cuando los estudiantes logran el desarrollo de habilidades metacognitivas acerca de sus propios procesos de lectura y producción de textos en dominios específicos, están avanzando en el logro de la autodirección de sus propios  procesos de aprendizaje. Uno de los aspectos característicos de los modelos pedagógicos tradicionales lo constituye el tipo de evaluación realizado. Desde la perspectiva metacognitiva la evaluación debe orientarse a lograr en el estudiante la autorregulación de su propio aprendizaje. Las diferentes actividades evaluativas deben tener como fin último el tránsito de los procesos heteroestructurantes a los autoestructurantes e interestructurantes. En síntesis, el estudiante debe aprender a dirigir su propio aprendizaje, en lo que se ha venido llamando aprender a aprender   (Delors 1996. Relacionar la metacognición con el desarrollo del propio autoconocimiento y de la habilidad para aprender a aprender, lleva a ubicar la metacognición en un lugar  privilegiado en el ámbito de lo educativo. 

La metacognición en el modelo de aprendizaje significativo

En la didáctica de las ciencias tan importante como el actuar del maestro es el desempeño del estudiante. En éste aparte nos centraremos en desarrollar, como aspectos

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centrales: el logro de aprendizajes significativos; la importancia del conocimiento, por  parte del estudiante, de los procesos que autorregulan sus propios aprendizajes; los tipos de actividad mental que favorecen el aprendizaje de las ciencias y el reconocimiento de la importancia de los conocimientos previos para la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. Lograr que los aprendizajes sean significativos es un propósito independiente al tipo de constructivismo al que se haga referencia. Para ello se requiere del establecimiento de relaciones sustanciales y no arbitrarias con los conocimientos previos del estudiante. Estas relaciones entre los aspectos empíricos y teóricos no deben ser dejadas a merced de un eventual descubrimiento por parte del estudiante, debe contarse siempre con la visión del experto, quien se encargará de orientar las nuevas relaciones con el fin de no  perder calidad en el aprendizaje realizado. Este nuevo tipo de interacción entre el objeto de aprendizaje y el conocimiento previo del estudiante, implica también reconocer en este último estructuras cognoscitivas apropiadas y con significado lógico a partir de las cuales se adquieren significados únicos no presentes hasta el momento, (Ausubel, 1989). La continua interacción entre lo que el estudiante ya conoce y los conceptos, teorías o experiencias nuevas que se le  presentan, es la actividad dinamizadora de la evolución cognoscitiva del alumno, de tal forma que en la medida en que se logre una mayor cantidad y calidad de relaciones entre los nuevos contenidos y los elementos presentes en su estructura cognoscitiva, más profunda es su asimilación; en otras palabras, logramos mayor funcionalidad en los aprendizajes realizados cuando logran mayor grado de significatividad debido,  precisamente, a la amplia gama de relaciones establecidas entre lo conocido y lo que está en proceso de conocerse. A su vez, en la búsqueda de aprendizajes significativos el estudiante entra a explorar de manera permanente nuevas formas de aprender, así como  permite integrar no sólo lo conceptual a su interior, sino relacionarlo con sus destrezas, valores, actitudes, etc. Otro elemento central en la búsqueda de aprendizajes significativos lo constituye la significatividad del aprendizaje  per se, la cual depende de la naturaleza misma del material a aprender y de la naturaleza de la estructura cognoscitiva del alumno. En cuanto a lo primero, la naturaleza del conocimiento específico para aprehender, debe tenerse presente la estructura lógica del conocimiento estudiado; quiere esto decir que cualquier intervención pedagógica debe reconocer, en un primer momento, la estructura  propia de la ciencia de referencia, en donde pueda observarse, por ejemplo, una coherente transición de lo simple a lo complejo o, la existencia de diferentes modelos explicativos para un mismo fenómeno estudiado. Lo anterior implica de alguna manera la reflexión sobre la historia de la ciencia en cuestión, las formas de generar conocimiento en el campo específico, el establecimiento de relaciones entre el conocimiento científico y el conocimiento escolar, las múltiples formas de interacción entre lo científico, lo técnico y lo social. Esta reflexión sobre la razón de ser de la ciencia de referencia brinda, en asocio con el reconocimiento de factores personales, sociales y culturales, los elementos necesarios para lograr que los nuevos aprendizajes sean significativos.

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Reconocer la lógica interna de la ciencia, si bien es importante, no determina el logro de aprendizajes significativos. No necesariamente quien aprende una ciencia sigue en forma obligada la lógica de esta, sino que incluye diversas clases de mediaciones para lograr el nuevo aprendizaje. En síntesis, si partimos del reconocimiento de la mediación social de todo aprendizaje, así como de la imposibilidad de hacer coincidir un desarrollo científico lógico con una evolución social que responda a una lógica determinada --lo cual carece de sentido-- el desarrollo histórico de una ciencia y su compleja estructura actual, producto de muchos años de reflexión, no son prenda de garantía en la constitución de aprendizajes más significativos. De esta manera destacamos nuevamente el vínculo existente entre la producción de conocimiento en cualquier ciencia y la necesidad interna de hacer público dicho conocimiento. Esto es, que el nuevo conocimiento específico generado pase a ser conocido y compartido tanto por especialistas como por individuos ajenos a este campo del saber. En términos de Flórez (1994), el contexto de enseñabilidad de las ciencias, no se deriva lógicamente de la estructura de los conocimientos científicos, “se proyecta a su interior desde la necesidad de la comunidad científica de reproducirse, de ampliar y  promulgar su empresa social de búsqueda en las nuevas generaciones de investigadores, y de definir sus conocimientos a través de la comunicación y enseñanza de los resultados logrados desde su paradigma”. En el planteamiento ausubeliano el profesor es el facilitador del aprendizaje significativo, mientras el alumno debe renunciar a participar en la construcción de conceptos, prefiriendo así su asimilación. Para que se dé un aprendizaje significativo el material de aprendizaje  presentado debe relacionarse de manera no arbitraria y sustancial, con cualquier estructura cognoscitiva apropiada que posea significado lógico. Las características más sobresalientes referidas a la actividad mental propia del aprendizaje por recepción significativa son: o

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La asimilación de un conocimiento ya elaborado se apoya en tesis inductivistas. Los conceptos son algo externo al alumno y él debe captarlos (Gil, 1983). La actividad mental que se requiere para una verdadera asimilación de conceptos implica la relación, diferenciación y reconciliación integradora con los conceptos  previos pertinentes. El establecimiento de relaciones entre los conocimientos previos y el nuevo material de aprendizaje presentado es un factor que apunta hacia el logro de aprendizajes significativos. Este debe ser un proceso consciente y racional.

Con base en la caracterización general antes realizada pasamos a continuación a adelantar algunas reflexiones en cuanto a la metacognición en el modelo ausubeliano. La perspectiva ausubeliana del aprendizaje hace un marcado énfasis en lo conceptual, en la estructura lógica disciplinar de lo que se quiere enseñar y aprender. Es desde allí que se propone, no sólo, la enseñanza de los conceptos sino, también, su aprendizaje. Ya en páginas anteriores se ha planteado que no basta la reflexión conceptual y metaconceptual para el desarrollo de habilidades metacognitivas en los estudiantes. De igual manera es importante resaltar la inoperancia de las reflexiones metacognitivas de

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carácter general, en contra de la conveniencia de vincular de manera permanente las reflexiones metaconceptuales con las metacognitivas. Desde la perspectiva del aprendizaje de cierto campo conceptual, y del desarrollo de la autonomía de los estudiantes en sus procesos de aprendizaje, tan contraproducente es el énfasis en lo conceptual como lo es en lo cognitivo. No se aprenden los conceptos desde la estructura lógica interna de ellos, dando la espalda a aspectos de orden cognitivo de quien aprende, ni se aprenden los conceptos dando sólo el acento en aspectos referidos al funcionamiento de la cognición del sujeto en detrimento de los aspectos conceptuales. Lo anterior nos ubica en una de las discusiones más álgidas en los últimos años en cuanto al tema de la metacogncición, nos referimos a la polémica existente en cuanto a si las habilidades metacognitivas son de carácter general o, por el contrario, son dominio-específicas. En otras palabras, las habilidades metacognitivas que se aprenden en un dominio del saber determinado, por ejemplo en las matemáticas, son generalizables a otros dominios del conocimiento, por ejemplo las ciencias naturales o las sociales, ó, en caso contrario, se requiere el desarrollo de habilidades metacognitivas específicas para cada campo disciplinar, esto es, las habilidades metacognitivas para un  buen desempeño en ciencias naturales y en matemáticas no son las mismas que aquellas habilidades metacognitivas necesarias para las ciencias sociales y las humanas. Sin lugar a dudas uno de los grandes aportes de Ausubel a la psicología del aprendizaje es el requerimiento de averiguar qué saben los estudiantes sobre la temática que se les enseñará para, posteriormente, presentar las actividades de enseñanza de los nuevos conceptos. Dicho de otra forma, debemos organizar los procesos de enseñanza de las ciencias reconociendo en primera instancia lo que ya saben los estudiantes. Si bien este aporte ha sido fundamental para la educación en ciencias es claro cierto énfasis en la estructura lógica disciplinar de lo enseñado. En el mejor de los casos se busca coincidencia entre las exigencias conceptuales y el estadio de maduración cognitiva de los estudiantes. A continuación presentamos con algún detalle lo que ha sido llamado, desde la didáctica de las ciencias, concepciones alternativas, qué son éstas y cuál es su importancia al hablar de aprendizaje, de igual manera haremos reflexiones que vinculan las concepciones alternativas con la metacognición. Las concepciones alternativas2 se refieren a las nociones que los alumnos traen consigo antes del aprendizaje formal de una determinada materia. Para algunos autores las ideas de los estudiantes suelen estar fragmentadas, no tienen estructura bien definida y delimitada, son con frecuencia de naturaleza intuitiva. Los estudiantes, en general, no son conscientes de tener esas concepciones, las cuales no desaparecen con facilidad. Otras de las características más importantes de las concepciones alternativas de los alumnos son: 1. Las concepciones se presentan asociadas a una metodología denominada de la superficialidad, caracterizada por respuestas rápidas, poco reflexivas y que transmiten mucha seguridad (Gil y Carracosa, 1990). 2

  Es bien conocido en la literatura especializada la gran cantidad de términos para hacer alusión a las ideas de los estudiantes, se destacan entre ellos: ideas intuitivas, preconceptos, ideas previas, epistemología del estudiante ideas erróneas... Nos referiremos en forma general a las ideas de los estudiantes con el término concepciones alternativas.

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2. Se encuentran presentes en contextos muy diferentes y responden a situaciones muy variadas. 3. Se construyen a lo largo de la vida del individuo mediante la influencia de los diferentes contextos en los cuales él participa. 4. Son de origen tanto individual como social. Con las primeras investigaciones realizadas sobre las concepciones alternativas (Viennot, 1979; Driver, 1973) se evidenció la gran importancia del reconocimiento de las ideas de los alumnos y el papel que éstas juegan para sus posteriores aprendizajes. Estos primeros trabajos definieron un problema central de investigación en la didáctica de las ciencias: la inconsistencia entre las respuestas teóricas de los estudiantes y su dificultad, por ejemplo, para resolver problemas prácticos o para vincular la teoría a los fenómenos observados, lo cual evidencia graves incomprensiones en el aprendizaje de los estudiantes. En las últimas dos décadas la investigación sobre las concepciones alternativas ha tenido un desarrollo importante en una variedad de tópicos científicos (Pfundt y Duit, 1991; Martinez, 1998). De la gran cantidad de investigaciones realizadas se han obtenido catálogos completos de las ideas más comunes de los alumnos. El surgimiento y consolidación de esta línea de investigación marcó en buena parte el origen de la didáctica de las ciencias como una nueva disciplina científica. La investigación sobre las concepciones alternativas mostró, de una parte, la importancia de los conocimientos previos de los estudiantes para sus aprendizajes  posteriores y, de otra, que cuando los alumnos encuentran una respuesta que puede ser  plausible para el problema que se les presenta, no ponen en juego otros conocimientos que puedan contradecirla, es decir, siguen una metodología simplista en la resolución del problema. El estudiante sólo elabora sus respuestas a partir de lo que le sugieren observaciones superficiales del hecho analizado, generalmente sólo observa aquellos comportamientos del fenómeno que apoyan su explicación inicial, pasando los demás desapercibidos o considerados irrelevantes. Otra razón que justifica la importancia actual de la investigación sobre las concepciones alternativas parte del auge, en los años 70-80, de la enseñanza por transmisión de conocimientos ya elaborados. Desde esta perspectiva, la enseñanza de los diferentes conceptos y teorías daba mínima importancia a la experiencia de los alumnos, a sus conocimientos previos y a aspectos de orden contextual. Es bien conocido el resultado de esta forma de enseñanza: los estudiantes, en el mejor de los casos, mezclan sus ideas acerca de los fenómenos estudiados con aquellas otras enseñadas en la escuela, sin llegar a establecer diferencias claras entre el conocimiento cotidiano y el científico. De igual manera, es evidente que frente a procesos de enseñanza como el descrito, al no haber una acción didáctica específica orientada a actuar sobre las ideas de los estudiantes y al reconocer su gran estabilidad y persistencia, éstas terminan imponiéndose frente a las nuevas ideas científicas enseñadas en la clase. En síntesis, la enseñanza por transmisión de conocimientos elaborados no permitió el aprendizaje significativo de los conceptos científicos, la razón de ello fue básicamente el desconocimiento de las concepciones de los estudiantes acerca de los conceptos

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enseñados. Se acepta, entonces, que la investigación sobre las concepciones alternativas cuestionó con rotundidad la enseñanza por transmisión de conocimientos ya elaborados. Para llegar a reconocer de manera cuidadosa las representaciones de los estudiantes sobre un hecho o fenómeno determinado se requiere, de parte del profesor, un conocimiento detallado acerca de los aspectos conceptuales específicos, los cuales en unión con el conocimiento del profesor sobre la epistemología de la ciencia, las ciencias cognitivas y las motivaciones e intereses de los estudiantes frente a los conceptos estudiados, permiten una diferente conceptualización sobre la enseñanza. Desde la perspectiva actual de la didáctica de las ciencias el paso de una visión simplista de enseñanza, centrada en lo conceptual, a una visión compleja, que integra en la realidad del aula aspectos conceptuales individuales, contextuales, epistemológicos y sociales, permite una mejor explicación y comprensión de la realidad de los procesos de enseñanza y aprendizaje y, a su vez, orienta posibles caminos para la enseñanza de las ciencias que respondan más y mejor a las actuales exigencias sociales y culturales. Es claro que hasta hace pocos años se partía del supuesto de que para enseñar una ciencia era necesario y suficiente conocerla, lo cual llevó a consolidar una visión simplista sobre la enseñanza y el aprendizaje. Hoy, por fortuna, mencionado supuesto es cuestionado (Vasco, 2001; Martínez, 2001), se reconoce en la actualidad que la enseñanza de una ciencias exige tanto el conocimiento específico como un conjunto de conocimientos de orden epistémico, contextual e individual sin los cuales sería poco adecuado pensar su enseñanza hoy.  No obstante la importancia de las investigaciones sobre las concepciones alternativas, es evidente que ellas se centran sólo en aspectos conceptuales y en tópicos altamente específicos, lo cual restringe la posibilidad de elaborar comprensiones más holísticas de los procesos de aprendizaje de los conceptos científicos en los que se tengan en cuenta las habilidades y los obstáculos de los estudiantes frente al aprendizaje de los nuevos conceptos enseñados. Dada la naturaleza de las concepciones alternativas es especialmente difícil reconocerlas y, a su vez, tener algún grado de conciencia metacognitiva acer ca de su funcionalidad en el logro de los nuevos aprendizajes. Se requiere, entonces, que los profesores orienten acciones para que los estudiantes identifiquen sus concepciones alternativas y, asimismo, determinen cuáles de ellas pueden constituirse en obstáculos para los nuevos aprendizajes. Implica lo anterior hacer referencia a aspectos de orden epistemológico, cognitivo, lingüístico, emotivo, cultural y didáctico, entre otros. Tanto desde la perspectiva clásica de las concepciones alternativas como desde la  perspectiva del aprendizaje significativo de Ausubel, el énfasis se da en aspectos de orden conceptual. Queda claro que dentro de estos dos marcos teóricos no se orientan acciones para identificar, por parte del estudiante, aquellos aspectos metacognitivos que influyen en sus procesos de aprendizaje. En el mejor de los casos los estudiantes identifican sus concepciones sobre el concepto enseñado pero no logran poner al servicio del aprendizaje, de manera intencionada y consciente, sus concepciones alternativas. Además de lo anterior, en muchos casos el estudiante termina integrando de alguna manera sus concepciones alternativas con los nuevos conceptos enseñados,

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esto en parte debido a la dificultad que tienen para establecer diferencias entre las concepciones alternativas y los conceptos científicos. En esta perspectiva de aprendizaje se privilegia la asimilación de nuevos conceptos, a  partir de estructuras ya existentes, más que su construcción. No es fácil encontrar referencias específicas sobre la importancia de la reflexión metacognitiva en la  perspectiva ausubeliana, dado que su interés no se centra de manera deliberada en identificar los posibles obstáculos, ya sean epistemológicos o cognitivos, de los estudiantes frente al aprendizaje de los conceptos. Es característico también de la línea de pensamiento ausubeliana centrar los procesos de aprendizaje de los nuevos conceptos en una perspectiva relacional, de tal manera que se espera mayor funcionalidad y significatividad en el aprendizaje cuando se incrementan en calidad y cantidad las relaciones establecidas entre el nuevo conocimiento y el ya existente. Unida a esta significatividad de orden epistemológico se da la significatividad  psicológica. Un aprendizaje significativo se logra, entonces, cuando se establecen coincidencias entre estos dos tipos de significatividad, cuando conceptualmente el nuevo conocimiento presentado a los estudiantes tiene una estructuración adecuada a la estructura epistémica del campo conceptual enseñado y, además, cuando el nuevo conocimiento se presenta teniendo en cuanta el estadio de desarrollo cognitivo de los estudiantes o, en términos más generales, cuando en la presentación de este nuevo conocimiento se tienen en cuanta las estructuras cognitivas de los estudiantes con el  propósito de que sea asimilado por parte de éstos. Desde esta perspectiva parecería conveniente incluir al menos dos reflexiones, la primera del lado de la significatividad epistémica, que sería equivalente a la reflexión metaconceptual antes señalada y, la segunda, del de la significatividad psicológica. Ni la una ni la otra tocan realmente con el problema de la metacognición dada la naturaleza de éstas. Uno de los aspectos que es poco desarrollado en la perspectiva ausubeliana es el referido a la dimensión emotiva en los procesos de aprendizaje. Orientar acciones para que los estudiantes logren identificar y regular sus comportamientos emotivos en sus  procesos de aprendizaje se constituye hoy en uno de los frentes de investigación importantes en cuanto a la enseñanza y al aprendizaje (Boekaerts 1999, Georgiadis & Efklides 2000, Mayer 1998). En esta línea de pensamiento, Georgiadis & Efklides 2000 estudiaron los efectos de los factores cognitivos y afectivos sobre el proceso del aprendizaje autorregulado. Específicamente, el estudio pretendió investigar los efectos de la habilidad cognitiva, las orientaciones motivacionales y el uso de las estrategias cognitivas y metacognitivas sobre el desarrollo de dos tareas de comprensión de textos. La muestra incluyó 290 estudiantes de ambos géneros, de los grados 7, 9 y 11. En el mencionado estudio se precisa que el estado emocional del individuo y, más específicamente, su propio nivel de ansiedad, es otro factor que influye en la elección y uso de estrategias de aprendizaje y, en consecuencia, en el desempeño del estudiante. En igual sentido Arlett, Scellhas y Lompscher 1995 (citados por Georgiadis & Efklides 2000), han demostrado que un alto nivel de ansiedad se correlaciona positivamente con la elección y el uso de estrategias no efectivas o “superficiales”, de otra parte, un bajo nivel de ansiedad se correlaciona negativamente con la elección y el uso de estrategias que requieren de procesos profundos del material de aprendizaje y son, por lo tanto, más

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efectivas. De acuerdo a Lugt-Tapesser y Schneider 1987, (citados por Georgiadis & Efklides 2000), altos niveles de ansiedad dificultan el procesamiento cognitivo efectivo de información por orientar el foco de atención más sobre una información secundaria la cual, en efecto, es procesada en un nivel superficial.

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La metacognición en los modelos de aprendizaje por descubrimiento

Estos modelos se han caracterizado por el inductivismo extremo, la falta de atención a los contenidos y la insistencia en las actividades completamente autónomas de los estudiantes (Gil, 1983). La crítica aquí planteada podemos asumirla desde la consideración de varios supuestos. El primero hace referencia a considerar el mundo de las ideas como constitutiva de la mente de las personas, esto es, suponer que los diferentes conceptos se encuentran ya en la mente del niño y la función del maestro es hacer que estos conceptos sean descubiertos por él. Unido a este primer supuesto encontramos otro ubicado dentro de los  planteamientos de las pedagogías desarrollistas; se concibe el desarrollo del hombre como una serie de etapas o estadios que debemos superar gradualmente, de manera que sólo en la medida en que logremos acceder a un estadio de desarrollo determinado podremos pasar al siguiente. En las dos posturas mencionadas podemos encontrar un aspecto común aunque de naturaleza diferente: la falta de atención a los contenidos. En el modelo inductivista dejar el desarrollo casi al libre albedrío de la persona es una decisión que pone en segundo plano los contenidos de aprendizaje; en el modelo desarrollista, plantear la enseñanza con la finalidad de buscar la maduración en los diferentes estadios de desarrollo del individuo, ubica los contenidos de aprendizaje como una herramienta para el logro del desarrollo de la persona. En este segundo caso no son importantes los conceptos, principios, leyes o teorías estudiadas, sino la forma en que se puedan presentar a los estudiantes con el fin último de lograr su desarrollo. Con los aspectos antes expuestos podemos pasar a identificar algunas de las características propias de los procesos de aprendizaje por descubrimiento: o

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La actividad mental está orientada principalmente desde la experiencia acumulada por la persona, de tal manera que frente a un hecho o fenómeno se esgrimen argumentos de orden empírico. Se caracteriza por ser una educación de eficiencia muy baja en cuanto a la inversión de tiempo destinado para realizar una actividad de aprendizaje determinada. La estructura mental de un estudiante difícilmente reúne los elementos conceptuales y actitudinales que le permitan en forma autónoma descubrir o re-descubrir un principio o una ley. Se requiere sin lugar a dudas una orientación metodológica clara que guíe la actividad mental del estudiante hacia la meta propuesta.  No da el reconocimiento adecuado a la estructura lógica de la ciencia sobre la cual se aprende, ni del empleo de sus formas de razonar y discursos propios. La no presencia de estos dos elementos difícilmente podrá dar como resultado una elaboración mental con rigor científico, así la profundidad con que se asuma el aprendizaje pueda ser variable.

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Sobre la metacognición en los modelos de aprendizaje por descubrimiento, al igual que en las discusiones referidas a los modelos antes mencionados se ha evidenciado poco desarrollo. El marcado énfasis en los procesos empíricos, característico de modelos centrados en el descubrimiento dificulta, de alguna manera, la reflexión metacognitiva en cuanto a que los mencionados procesos se orientan principalmente por principios sensual-empiristas, procesos en los cuales la reflexión sobre los propios procesos de  pensamiento queda, en el mejor de los casos, relegada a un segundo plano. Al igual que en algunas críticas en cuanto al desarrollo conceptual propiciado a partir de estos modelos de enseñanza (en las cuales se señala la imposibilidad de llegar de manera autónoma a los conceptos y teorías a las que han llegado los científicos después de muchas décadas de investigación) en el caso del desarrollo de habilidades metacognitivas se reconoce en la actualidad la importancia de que los profesores de manera intencionada y consciente propongan en su aula de clase diferentes actividades orientadas al desarrollo de la metacognición en sus estudiantes. En la línea de pensamiento anterior, parecería que no es suficiente con rodear al estudiante de buenas condiciones de trabajo para el aprendizaje de las ciencias, pues tan difícil es construir un concepto científico de espaldas a su historia, como ser consciente y regular los propios procesos de pensamiento en el proceso de aprender un nuevo concepto. En otras palabras, no descubrimos autónomamente los conceptos científicos ni nuestros propios procesos de pensamiento, a no ser que identifiquemos con alguna claridad cierto interés con el propósito de lograrlo. Sin tratar de entrar en la discusión acerca de los posibles orígenes de este interés, parece claro que sólo en la medida en que los estudiantes dedican esfuerzos por conocer sus procesos de pensamiento y los obstáculos que les dificultan ciertos aprendizajes, pueden adentrarse en el conocimiento y en la regulación de su propia cognición. Lo anterior nos lleva a tomar distancia de ciertas perspectivas teóricas desarrollistas en las cuales se acepta que las habilidades metacognitivas se desarrollan según cierto  programa  que tienen los sujetos, lo cual ubica a la escuela a la zaga de los procesos de desarrollo. De otra parte, la reflexión metacognitiva se articula de manera indisoluble con una tarea de aprendizaje en un dominio del conocimiento específico. Estos dos campos, el del saber específico y el de la propia cognición, y la relación entre ellos, hacen que este sea un proceso de gran complejidad que requiere de la articulación de la estructura lógica del campo disciplinar que se estudia, con la estructura cognitiva y metacognitiva de quien lo estudia. Es decir, un aprendiz metacognitivo debe poner en juego en un mismo momento y espacio, tanto conceptual como temporal, un saber científico y otro intraindividual. Estos dos saberes se funden en el desarrollo de la tarea y son, a su vez, los responsables del proceso de maduración en los ámbitos conceptual y metacognitivo del estudiante. 

La metacognición en los modelos Constructivistas

En páginas anteriores se ha hecho referencia a la integración de aspectos epistemológicos,  psicológicos y didácticos en la constitución de los modelos constructivistas para la enseñanza de las ciencias. En primer lugar la epistemología, con los aportes principales de Kuhn, Lakatos y Toulmin, puso en evidencia las limitaciones del positivismo y abrió un debate importante acerca de la naturaleza de las teorías científicas, su carácter relativo y

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evolutivo, que mirados desde la óptica educativa puso en crisis el movimiento de reforma del diseño curricular. Se paso así a enseñar una ciencia relativa, una ciencia dinámica, sometida a procesos de cambio. Un segundo campo de influencia importante sobre los modelos de enseñanza constructivista proviene de la psicología del aprendizaje, con aportes valiosos de Piaget, Kelly, Vygotsky, Claxton, y desde el campo de la Didáctica de las Ciencias, se destacan los aportes de Driver, Viennot, Giordan, Host, Duschl, von Glassersfeld y Matthews, entre muchos otros, (Tamayo, 2003, 2005). La integración y re-elaboración de estas tres perspectivas, la epistemológica, la psicológica y la didáctica (Sanmartí, 1995), constituye el núcleo del cuerpo teórico del constructivismo, integración que debe hacerse desde una dimensión práctica (Astolfi y Develay, 1989), es decir, con la intención de convertirlas en principios coherentes, fundamentados y articulados de intervención educativa. Dentro de los modelos constructivistas podemos encontrar múltiples puntos de vista ubicados en el continuo relativismo-empirismo. Existen las posturas netamente sociales  para la construcción del conocimiento, así como aquellas que refuerzan la racionalidad de la ciencia y centran su investigación en cómo el individuo construye lógicamente su conocimiento. Es claro que sobre el modelo constructivista no hay consenso en cuanto a que corresponda a un único modelo de enseñanza-aprendizaje. Hay diferencias importantes entre las distintas propuestas que se definen como constructivistas, las cuales se caracterizan en términos generales por: o

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Su emergencia está relacionada con la investigación sobre las ideas alternativas de los estudiantes y la posible incidencia de los procesos de enseñanza sobre mencionadas ideas. El aprendizaje se concibe como el cambio en las estructuras de conocimiento de los alumnos. Se da importancia a la construcción de modelos que explican los hechos, lios cuales  pueden ser enriquecidos o reemplazados por otros como consecuencia de los procesos de enseñanza-aprendizaje. Se interpreta la realidad desde modelos subjetivos, es decir el aprendizaje no se considera como una reproducción del conocimiento a aprender sino como una construcción en el cual los conocimientos de los estudiantes juegan papel central. El proceso de enseñanza parte del reconocimiento de las ideas de los estudiantes. El responsable del aprendizaje es, en última instancia, el estudiante en el sentido de que es él quien atribuye nuevos significados a los conceptos y teorías estudiadas. Destacan, en mayor o menor medida, la importancia de las múltiples interacciones entre estudiantes, profesores y contextos sociales. Dan importancia a los procesos cooperativos y a la mediación de los diferentes lenguajes y procesos comunicativos para el aprendizaje.

A continuación nos referiremos de manera específica a algunos de los aspectos metacognitivos vinculados con los modelos constructivistas articulados al problema del

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cambio conceptual, no sin antes reconocer la multiplicidad de perspectivas teóricas desde las cuales se puede asumir el constructivismo. La metacognición es especialmente importante para la educación y para la didáctica de las ciencias debido a que incide en la adquisición, comprensión, retención y aplicación de lo que se aprende; su influencia se da además sobre la eficacia del aprendizaje, el  pensamiento critico y la resolución de problemas. Según Kuhn, Amsel & O’Loughlin (1988), es una de las habilidades mas importantes que definen el pensamiento científico, mediante ella se pueden diferenciar y relacionar la teoría y los hechos; es decir, ser capaz de pensar explícitamente acerca de las ideas o concepciones que uno tiene, más que solo pensar con esas concepciones (Manson, 1994). Las líneas que presentamos a continuación tienen como propósito central mostrar los desarrollos más significativos que ha tenido este concepto para la didáctica de las ciencias, especialmente en lo relacionado con el cambio conceptual. El conocimiento y la regulación de la cognición parecer abarcar una amplia variedad de objetos, áreas y dominios; es decir, es un fenómeno de dominio general en el cual las habilidades cognitivas tienden a encapsularse dentro de dominios o áreas especificas, mientras que las habilidades metacognitivas se extienden por múltiples dominios, aun cuando estos tengan poco en común, (Gourgey, 1998). En el mismo sentido KarmiloffSmith (1992) considera que el conocimiento metacognitivo y la regulación son habilidades cualitativamente diferentes de otras habilidades cognitivas; argumenta que la metacognición parece ser más duradera y general que otras habilidades cognitivas dominio-especificas. En cuanto a las posibles relaciones entre la metacognición con las habilidades cognitivas hay consenso generalizado en que la metacognición no depende del coeficiente intelectual e la persona. Los estudiantes aunque pueden interpretar en forma adecuada sus experiencias cotidianas no son conscientes necesariamente de los procesos metacognitivos que realizan. La ausencia de este tipo de conciencia les impide comprender que sus ideas  pueden ser cuestionadas y, a su vez, favorece la creación de concepciones alternativas. Frente al desarrollo de este conocimiento metacognitivo hay quienes piensan que al enseñar ciencias se debe hacer énfasis de manera explícita sobre los procesos metacognitivos de los estudiantes, dada la dificultad que tienen para reflexionar sobre sus teorías o sobre las relaciones explícitas entre las teorías y los datos (D. Kuhn, 1989). Otros consideran que los estudiantes, al aprender, incrementan su conciencia acerca de los principios que gobiernan sus conocimientos y llegan a ser progresivamente capaces de reflejarlo sobre sus conocimientos (Karmiloff-Smith, 1992). Desde la perspectiva del cambio conceptual de la independencia entre los conocimientos cotidianos y los científicos, las relaciones que planteamos con el desarrollo de habilidades metacognitivas es obvia. El proceso que lleva a los estudiantes a que reconozcan diferentes modelos explicativos frente a un fenòmeno, a que sean conscientes de que sus explicaciones tiene mayor significatividad según el contexto en el que se realicen, a que puedan establecer relaciones de semejanza entre diferentes modelos explicativos, a que puedan evaluar sus concepciones, y a que reconozcan cuándo una explicación es más cercana al conocimiento científico, son todos procesos metacognitivos que requieren conocimiento metacognitivo, conciencia y control .

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Lo anterior nos sugiere la necesidad de considerar la estrecha relación que existe entre la evolución conceptual y el desarrollo de habilidades metacognitivas que lleve a que los estudiantes reconozcan la coexistencia de los diferentes modelos explicativos que utilizan, ó, lo que sería lo mismo en términos de Pozo (1999), que reconozcan la independencia entre el conocimiento cotidiano y el científico. La tarea metacognitiva estaría en este caso orientada a saber identificar diferentes contextos explicativos al interior de los cuales las explicaciones de los estudiantes tienen mayor utilidad y significatividad, a establecer semejanzas y diferencias entre los diferentes modelos explicativos y a reconocer cuándo una explicación es más cercana al conocimiento científico. A manera de conclusión, las discusiones antes presentadas nos llevan a reconocer la urgente necesidad de articular la reflexión metacognitiva a la enseñanza de las ciencias con el propósito de lograr procesos de enseñanza y de aprendizaje en profundidad que se ubiquen de manera preferente en aquellos  procesos que nos posibilitan la construcción consciente y deliberada tanto de los conceptos que estudiamos como de los procesos metacognitivos responsables de tales construcciones.

Referencias

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