RESUMEN APRENDER Y ENSEÑAR CIENCIA. DEL CONOCIMIENTO COTIDIANO AL CONOCIMIENTO CIENTIFICO
Juan Ignacio Pozo Municio Miguel Ángel Gómez Crespo
Durante cierto tiempo los proyectos renovadores en la enseñanza de la ciencia estuvieron dirigidos a promover los procedimientos o procesos de la ciencia, sin embargo los datos actuales muestran ue estos procedimien procedimientos tos son e!icaces si se dispone de conocimient conocimientos os conceptuales conceptuales adecuados, adecuados, y son muc"as muc"as las investigac investigaciones iones ue muestran muestran ue los alumnos alumnos no poseen ese tipo de conocimientos conocimientos conceptuales, lo ue lleva a reorientar las propuestas de investigación e innovación did#ctica "acia los n$cleos conceptuales b#sicos de la ciencia% Los contenidos verbaes en e c!rr"c!o# de os datos a os conce$tos
Podemos di!erenciar tres tipos principales de contenidos verbales& los datos, los conceptos, y los principios% principios% 'n dato es un "ec"o, "ec"o, una in!ormació in!ormación n ue a!irma a!irma o aclara aclara algo algo sobre el mundo% (sos datos son necesarios en las aulas, pero una cosa es tener un dato, conocer algo como un "ec"o y otra darle sentido sentido o signi!icado signi!icado ue e)pliuen por u* se producen y u* consecuencias consecuencias tiene, tiene, por ello C+MP(-D( C+MP(-D( un dato es m#s di!.cil di!.cil ue conocerlo% conocerlo% (n general el aprendiza/e aprendiza/e !actual !actual de contenido contenido suele consistir consistir en la aduisición aduisición de in!ormación in!ormación verbal literal o in!ormación in!ormación num*rica 0aprenderse 0aprenderse la tabl tabla a de mult multip iplilica carr sabe saberl rlo o de memo memori ria a pero pero sin sin sabe saberr calc calcul ular arlo1 lo1 esos esos dato datoss debe deben n ser ser comprendidos% Por ello, 2pretender ue los alumnos aprendan la ciencia como un con/unto de datos o como un sistema de conceptos implica !ormas totalmente distintas de orientar la enseñanza por la ciencia y por consiguiente actividades de enseñanza, aprendiza/e, evaluación totalmente distintas3 distintas3 0Pozo,45561% 7a enseña de los contenidos verbales tiende a orientarse "oy en d.a m#s "acia la comprensión ue "acia la mera acumulación de datos% 7os principios serian conceptos muy generales de un gran nivel de abstracción ue suelen subyacer a la organización conceptual de un #rea% (s decir ue los contenidos contenidos m#s espec.!icos deber.an deber.an ser el medio para acceder a los contenidos contenidos m#s generales generales ue constituir# constituir#n n propiamente propiamente las capacidades capacidades a desarrollar% (n otras palabras el di!erente tipo de contenidos verbales desempeñar.an una !unción distinta en el curr.culo curr.culo y de alg$n modo donde la meta !inal deber.a ser ser lograr una comprensión de los contenidos contenidos m#s abstractos abstractos y generales generales 0en este caso los principios1% principios1% Por lo tanto creemos creemos ue "ay ue situar la educación cient.!ica en el conte)to conte)to de una sociedad en la ue sobra in!ormación y !altan marcos conceptuales para interpretar esa in!ormación de modo ue la transmisión de datos no deber.a constituir un !in principal de la educación, ue deber.a estar dirigida m#s bien a dar sentido al mundo comprender ue nos rodea, a las leyes y principios ue la rigen% 2 si los alumnos tiene dificultades para comprender los conceptos básicos de la ciencia aún más dificultades para recordar lo datos que No comprenden”.
(sto no uiere decir ue no deban enseñarse datos, porue de "ec"o no puede enseñarse ciencia sin datos, datos, estos estos no deben ser nunca un !in, sino un medio para acceder a otras !ormas !ormas de conocimien conocimiento to
verbal m#s pró)imo a la comprensión% 7os datos como un medio !uncional para !acilitar aprendiza/es m#s signi!icativos% 7a me/or manera de aprender los "ec"os de la ciencia es comprenderlos% La co%$rensi&n de conce$tos# a$rendi'a(e si)ni*icativo + conoci%ientos $revios
'na persona aduiere un concepto cuando es capaz de dotar de signi!icado a un material o una in!ormación ue se le presenta, es decir cuando comprende ese material, donde comprender sería equivalente más o menos a traducir algo a las propias palabras. Comprender reuiere poner en marc"a procesos cognitivos m#s comple/os ue repetir% 7os conceptos se aprenden relacion#ndolos con los conocimientos ue se poseen, como mostro 8usubel en su teor.a sobre el aprendiza/e signi!icativo, deben cumplirse ciertas condiciones para ue tenga lugar la comprensión% Comenzando por las caracter.sticas ue debe tener el material de aprendiza/e para ue pueda ser comprendido, la principal e)igencia es ue tenga una organización conceptual una cone)ión lógica o conceptual con otros elementos, el vocabulario y terminolog.a no debe ser di!.cil para el aprendiz% Por lo tanto (l conocimiento previo y la motivación deben tenerse en cuenta, conviene ue tengan una actitud !avorable a la comprensión ue ser# la ue impulsa el aprendiza/e del alumno o deseo de aprender% E ori)en de as conce$ciones aternativas
7as concepciones de los alumnos tienen un ori)en sensoria, c!t!ra + escoar ue determina en buena medida la naturaleza representacional de estas ideas% 9 mantienen una dimensiones actitudinales procedimentales y conceptuales% (l conocimiento conceptual ue los alumnos traen al aula y con *l sus actitudes y procedimientos se re!iere al mundo cotidiano, un mesocosmos , el au. y el a"ora y al contrario la ciencia ue se les enseña se mueve m#s en una realidad virtual de microcosmos no observables y del macrocosmos 0 modelos idealizados basados en leyes universales1 y solo una relación entre esos di!erentes niveles de an#lisis de la realidad basada precisamente en su di!erenciación, puede ayudar a los alumnos a comprender el signi!icado de los modelos cient.!icos e interesarse por ellos% Por di!erentes v.as sensoria, c!t!ra + escoar , los alumnos aduieren un !uerte baga/e de concepciones alternativas !irmemente arraigadas en los sentidos, en el lengua/e y la cultura en las tareas escolares ue a pesar de sus di!erente car#cter espontaneo social o escolar , interact$an y se mesclan entre si dando lugar a una ciencia intuitiva ue tan di!.cil resulta modi!icar en las aulas de ciencias en el Ori)en sensoria- :uena parte de las concepciones alternativas se !ormar.an de modo espontaneo, en el intento de dar signi!icado a las actividades cotidianas mediante procesos sensoriales y perceptivos% (n el Ori)en c!t!ra- 7os alumnos acceder.an a las aulas con creencias socialmente inducidas sobre n$meros "ec"os y !enómenos% Ori)en escoar- las ideas construidas en la escuela ue muc"as veces puede traer errores% 8l igual ue sucede en otros #mbitos, al analizar las relaciones entre el conocimiento cient.!ico y cotidiano en un dominio dado conviene di!erenciar entre diversos niveles los m#s accesibles y los m#s !#cil de e)plicitar por el propio su/eto, entre esos las creencias, predicciones /uicios , interpretaciones etc% ue el su/eto realiza sobre las situaciones y tareas a las ue se en!renta% Por lo tanto 7a nueva teor.a cient.!ica no abandona todas las ideas de las teor.as precedentes si no ue las reestructura cambia su sentido en el marco de la teor.a%
Princi$ios e$iste%o&)icos
8 la "ora de generar representaciones espec.!icas para predecir o e)plicar cualuier !enómeno cotidiano nuestro conocimiento intuitivo asume de !orma impl.cita ciertos principios sobre la naturaleza de la realidad y act$a con!orme a ellos% (stos $rinci$ios no necesariamente estar#n en com$n acuerdo con las teor.as cient.!icas, dando lugar a di!erentes teor.as de domino ue di!ieren de las cient.!icas no sólo en su !orma de concebir el conocimiento, sino tambi*n en el tipo de entidades ue !orman parte de la teor.a, en su ontolog.a% Princi$ios onto&)icos
;eg$n este modelo, las personas clasi!icamos todos los ob/etos del mundo en tres di!erentes categor.as ontológicas< las de materia, de procesos y estados mentales% (n la primera, di!erenciamos ob/etivamente los ob/etos seg$n su naturaleza material 0peso, volumen, densidad, color, etc%1% (n la categorización por proceso implica concebirlo como un "ec"o o suceso, algo ue ocurre en el tiempo, y ue puede a su vez tener di!erente naturaleza% 9, por $ltimo, atribuir algo a la categor.a de estados mentales es porue es posible asociarlo con un =ob/eto con mente=, es decir, como algo ue tiene el deseo o la intención de "acer algo% (n este sentido, la evolución en la comprensión de un concepto reuerir# una reestructuración ontológica% Por e/emplo, cuando un estudiante categoriza el peso de un cuerpo seg$n su naturaleza material y no como un proceso, es decir no como una relación entre dos cuerpos, resulta necesario un cambio conceptual precisado por la sustitución de una categor.a ontológica por otra% Por tanto, una adecuada comprensión de un concepto cient.!ico deber# estar enmarcada dentro de un sistema de interacción% Donde la di!erencias entre las teor.as cient.!icas y las teor.as alternativas no se basan $nicamente en $rinci$ios e$iste%o&)icos + onto&)icos , sino en principios m#s cercanos a la pr#ctica docente, los $rinci$ios conce$t!aes % Princi$ios conce$t!aes
7as di!erencias entre las !ormas en las ue se encuentran estructurados los conceptos, tanto en las teor.as cotidianas como en las cient.!icas, implica adem#s de un cambio epistemológico y ontológico, un cambio conceptual para el aprendiza/e de la ciencia% 7as tres principales di!erencias estructurales, ue impiden la asimilación de los conceptos cient.!icos por parte de los estudiantes, son< a. Causalidad lineal frente a la interacción de sistemas
Mientras ue para los alumnos la e)plicación de los acontecimientos suele acudir a un esuema causal unidireccional, para la mayor parte de las teor.as cient.!icas las situaciones se reuieren entender como una interacción de sistemas ue establece una relación causa>e!ecto reciproca o en su de!ecto una relación ue puede implicar una interacción entre di!erentes causas para producir un e!ecto dado% (n conclusión, la tendencia a simpli!icar las situaciones, un rasgo usual y necesario en nuestro conocimiento cotidiano, restringe la posibilidad de concebir los problemas en t*rminos de variables o sistemas conceptuales%
b. Cambio y transformación frente a conservación y equilibrio
(sta restricción estructural en las teor.as impl.citas de los alumnos se deriva de la tendencia del pensamiento casual cotidiano a centrarse m#s en el cambio ue en los estados% 7o ue uiere decir ue< las teor.as impl.citas se centran m#s en lo ue se trans!orma ue en lo ue se conserva% ;ituación ue di!iculta la comprensión de la mayor parte de los conceptos cient.!icos ue implican una conservación, desconociendo ue la comprensión de la naturaleza como un sistema din#mico en euilibrio 0sin principio ni !in1, constituye uno de los logros m#s sustantivos del conocimiento cient.!ico% c. Relaciones cualitativas frente a esquemas de cuantificación
Mientras ue en la vida cotidiana estamos acostumbrados a establecer relaciones cualitativas entre "ec"os ue escasamente somos capaces de cuanti!icar, para el pensamiento cient.!ico la acostumbrada necesidad de cuanti!icar se traduce en tres esuemas< el primero, la relación de $ro$orci&n entre dos conceptos% (l segundo, la $robabiidad ue, /unto al azar, est#n le/os de ser nociones intuitivas cuya comprensión es bastante limitada entre los adolescentes y tambi*n entre los adultos% 9 tercero, la correaci&n ue se basa en el dominio de t*cnicas estad.sticas de comple/idad diversa% ;in duda, menos intuitivo ue los dos anteriores%
Para concluir el an#lisis de las di!erencias entre el conocimiento cotidiano y el cient.!ico, es necesario retomar los distintos niveles de an#lisis 0epistemológico, ontológico y conceptual1 como aspectos o dimensiones complementarias en ese paso del conocimiento cotidiano al cient.!ico% De Las Teor"as I%$"citas A Las Teor"as Cient"*icas# /!0 Ca%bia En E Ca%bio Conce$t!a1
(l !uncionamiento del sistema cognitivo es un producto biológico y cultural ue tiene una in!luencia directa en la aplicación y predicción de !enómenos cient.!icos, es por ello de vital importancia modi!icar de manera sustancial los principios en los ue est# basado, de modo impl.cito comprendiendo el e!ecto y el e/ercicio de los principios cient.!icos% (l cambio en el aprendiza/e debe ser modulado por la transcendencia en relación al procesamiento cognitivo natural ue no sólo debe poseer un estado de espontaneidad si la pretensión es acercase al punto de vista cient.!ico% (n e!ecto las tendencias se deben plantear no sólo desde la relación directa con el alumno ya ue desde la reestructuración y la interpretación se lograr# un impacto en el conocimiento cotidiano con el apoyo de !ormas de aprendiza/e m#s comple/as, con ello el dominio no signi!ica una entrega autom#tica, implica dic"o de otro modo la transcendencia de una domino concreto con principios cient.!icos a un conocimiento concreto%
REALISMO INGENUO
Realidad de acuerdo a lo que se percibe lo que no observa no se tiene en cuenta. REALISMO INTERPRETATIVO
PRINCIPIOS EPISTOMOLÓGICOS
La ciencia y la técnica como mecanismo para conocer la realidad CONSTRUCTIVISMO
El conocimiento científco nos permite el uso de dierentes modelos alternativos que contribuyen a la interpretación de la realidad
ESTADOS:
Interpretación del mundo desconectados entre si PRINCIPIOS ONTOLÓGICOS
PROCESOS
Sucesión de hechos y enómenos relacionados SISTEMAS
oncertación de enómenos a partir de relaciones comple!as que conf"uran un sistema
Ca%bio E$iste%o&)ico
De acuerdo al conocimiento cotidiano nuestra percepción es basada en el realismo, de all. surgen conceptos ue nos permiten de!inir el mundo de acuerdo a lo ue observamos, dic"a de!inición cuesta ser superada incluso en un #mbito cient.!ico donde predomina la corriente positivista ya ue se concibe la ciencia ba/o un concepto de descubrimiento y una relación directa con el !uncionamiento de la naturaleza, dic"os preceptos no permiten la construcción de modelos para interpretarla, no obstante
ba/o la interpretación del mundo ue nos rodea desde una percepción realista, se plantea ue desde tiempos remotos el ser "umano asume ue el aprendiza/e es dado ba/o la imitación y la reproducción de modelos y ue de esta manera se obtiene en ocasiones la in!ormación sesgada por di!erentes variables ue podr.an inter!erir en el verdadero conocimiento% (l aprendiza/e del conocimiento cient.!ico ba/o una posición constructivista no otorga en el 2conocer3 el descubrimiento de la realidad, m#s bien la asume como un modelo alternativo para interpretarlo, ba/o esa perspectiva la ciencia toma un valor de comprensión e interpretación del mundo, teniendo en cuenta ue el conocimiento se basa en di!erentes perspectivas y diversas !ormas de conocer la realidad , teniendo un lazo directo con el marco teórico y las necesidades pr#cticas en las ue se pretende , comprendiendo su e!icacia en los di!erentes conte)tos, en consecuencia no e)iste teor.a absolutas o modelos ba/o este criterio, e)isten conte)tos y metas de conocimiento ue permiten y suscitan nuevas !ormas de interpretación a trav*s de la construcción de modelos y alternativas%
Ca%bio en as estr!ct!ras conce$t!ae s
Por un lado, el concepto de interacci&n es uno de los esuemas conceptuales sobre los ue se asienta el conocimiento cient.!ico y uno de los ue m#s di!icultades plantea a los alumnos en el aprendiza/e de la ciencia% +tro de los esuemas conceptuales b#sicos de la ciencia, cuya construcción tambi*n resulta laboriosa para los alumnos es la noción de e2!iibrio, puesto ue *stos $ltimos tienden a concebir los estados y los cambios por separado, sin conectarlos entre s.% ?aciendo de las conservaciones de las propiedades observables m#s simples ue las conservaciones no observables% @al es el caso de la conservación de la energ.a, de la cantidad de movimiento y de la materia ue reuieren utilizar nociones basadas en la conservación y el euilibrio, otro de los esuemas conceptuales del conocimiento cient.!ico sin el cual los conceptos espec.!icos no pueden ser interpretados en la !orma en la ue la ciencia lo "ace% ;umado a esto, la restricción de las relaciones cualitativas, por parte de la educación cient.!ica, para dar prioridad a las relaciones cuantitativas y el uso de esuemas de proporción, probabilidad y correlación, propio de las teor.as cient.!icas, permitir#n rede!inir las situaciones del conocimiento cotidiano $tiles para el aprendiza/e del conocimiento cient.!ico% 8s., por un lado, aceptar las di!erencias epistemológicas, ontológicas y conceptuales entre las teor.as cotidianas de los alumnos y las cient.!icas, y por el otro reconocer como una de las metas esenciales de la educación cient.!ica !avorecer las relaciones entre *stas dos !ormas de conocimiento permitir# de alg$n modo superar o trascender en esas di!erencias en el marco de un curr.culo de ciencias%
