LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES EN EL NIVEL SECUNDARIO. FUNDAMENTOS Y DESAFÍOS
Autoras: Marta Massa María Fernanda Foresi Liliana Sanjurjo
Año: 2014
INDICE INTRODUCCIÓN
PRIMERA PARTE: LA ENSEÑANZA COMO PREOCUPACIÓN TEÓRICA DE LA DIDÁCTICA Y COMO PREOCUPACIÓN TEÓRICO-PRÁCTICA DE LOS PROFESORES Liliana Sanjurjo- María Fernanda Foresi
Capítulo I: Fundamentos teóricos que justifican la articulación entre Didáctica General y específicas Capítulo II: La planificación de la enseñanza como decisión profesional del docente Capítulo III: La organización de la enseñanza en el aula Referencias bibliográficas
SEGUNDA PARTE: LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES N ATURALES EN LA ESCUELA MEDIA: FUNDAMENTOS Y DESAFÍOS Marta Massa
Capítulo I La enseñanza de las Ciencias Naturales: desde una didáctica intuitiva a una didáctica fundamentada Acerca de contextos de cambio en la enseñanza de las Ciencias Naturales La Didáctica de las Ciencias Naturales como campo en consolidación
INDICE INTRODUCCIÓN
PRIMERA PARTE: LA ENSEÑANZA COMO PREOCUPACIÓN TEÓRICA DE LA DIDÁCTICA Y COMO PREOCUPACIÓN TEÓRICO-PRÁCTICA DE LOS PROFESORES Liliana Sanjurjo- María Fernanda Foresi
Capítulo I: Fundamentos teóricos que justifican la articulación entre Didáctica General y específicas Capítulo II: La planificación de la enseñanza como decisión profesional del docente Capítulo III: La organización de la enseñanza en el aula Referencias bibliográficas
SEGUNDA PARTE: LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES N ATURALES EN LA ESCUELA MEDIA: FUNDAMENTOS Y DESAFÍOS Marta Massa
Capítulo I La enseñanza de las Ciencias Naturales: desde una didáctica intuitiva a una didáctica fundamentada Acerca de contextos de cambio en la enseñanza de las Ciencias Naturales La Didáctica de las Ciencias Naturales como campo en consolidación
La enseñanza de las Ciencias Naturales desde una perspectiva centrada en el objeto de conocimiento
El modelo de Enseñanza por Descubrimiento o Ciencia como Proceso
El modelo de Cambio Conceptual o de Enseñanza mediante el Conflicto Cognitivo
Modelo de Enseñanza Mediante la Investigación Dirigida
Modelo de enseñanza con perspectiva Ciencia – Tecnología – SociedadAmbiente (CTSA)
Modelo de enseñanza por explicación y contrastación de ‘modelos curriculares’
Capítulo II La enseñanza de las Ciencias Naturales desde una perspectiva centrada en el estudiante
Modelo de enseñanza derivado de los aportes piagetianos Implicaciones didácticas del enfoque piagetiano
El modelo de enseñanza expositiva y el aprendizaje significativo de Ausubel
Modelo de enseñanza derivado de la Teoría de los Campos Conceptuales de Vergnaud
Capítulo III Ciencias Naturales en la escuela secundaria: ¿cómo y qué enseñar? El conocimiento científico, el conocimiento escolar y el conocimiento cotidiano El conocimiento del profesor Finalidades de la enseñanza de las Ciencias en la escuela secundaria
¿Cómo seleccionar contenidos? ¿Cómo organizar los contenidos a enseñar? Un esquema para un análisis conceptual de las interacciones La construcción de modelos como base para generar teoría Algunas propuestas didácticas para la construcción del concepto de interacción
Reconociendo fuerzas como interacciones
La noción de campo de fuerzas como otra manera de concebir la interacción
Los intercambios energéticos como interacción
Bibliografía
INTRODUCCIÓN Con esta publicación las autoras se proponen realizar un aporte a un campo de conocimiento en pleno proceso de desarrollo, el que ha sido objeto de tratamiento teórico en diversos eventos científicos e investigaciones, pero acerca del cual todavía son escasas las producciones que, sobre la base de dichos aportes, aborden cómo se traducen en el aula. Esta publicación es la segunda de una colección que tiene como objetivo tomar diversas contribuciones teóricas sobre el tratamiento didáctico de contenidos específicos, apuntando a resoluciones didácticas posibles. No compartimos la idea de que las propuestas didácticas pueden ser recetas uniformes para cualquier contexto. Partimos del convencimiento que los docentes son los profesionales que, conocedores no sólo de los contenidos a enseñar, sino de la estructura sintáctica y semántica de su disciplina y conocedores también del contexto en el cual desarrollan sus prácticas, deben tomar las decisiones didácticas que consideren conveniente para la enseñanza de un contenido específico en un momento determinado, para un grupo de estudiantes concreto. Cada tomo está dedicado al tratamiento de una Didáctica específica de un área o campo del conocimiento. En cada tomo se retomarán aportes tanto de la Didáctica general como de la específica, como así también los fundamentos epistemológicos en los que se sustentan los ejemplos y propuestas prácticas. Éstos no tienen la intención de constituirse en modelos a seguir, sino que se pretende tan sólo socializar algunas buenas prácticas de enseñanza que han resultado útiles para resolver los problemas de comprensión de contenidos escolares. Pensar didácticamente las Ciencias Naturales abre múltiples líneas de abordaje a partir de un marco teórico compartido acerca de la enseñanza y el aprendizaje, aportes de campo disciplinar específico, contextos institucionales específicos, docentes singulares y protagonistas, entre otras. Un acercamiento al aula de Ciencias Naturales en la escuela secundaria, aunque riesgoso, es animarse a saltar el puente entre la teoría y la práctica con propuestas respetuosas de la teoría didáctica y disciplinar que puedan abrir la puerta a la construcción de propuestas tendientes a comprender la trama social.
Nos hemos reunido a tal fin, docentes con experiencia tanto en el Nivel Secundario como en la formación de docentes, en la Universidad y en los Institutos de Formación Docente. Docentes que, además, hemos compartido experiencias de capacitación y de investigación y que, fundamentalmente compartimos nuestra preocupación por la mejora de las prácticas al interior del aula. Convencidas también, que si bien no es la condición suficiente para la mejora de la educación, es un ingrediente insoslayable. La Didáctica general y las específicas no han mantenido el diálogo fluido que hubiese sido necesario para producir mayor conocimiento acerca de las problemáticas de la enseñanza y de la comprensión de los conocimientos disciplinares. Consideramos que una publicación que reúne a docentes de ambas especialidades favorece el reinicio de ese diálogo, dificultado muchas veces por falta de tiempos y espacios en común, otras por intereses corporativos que obturaron la construcción de salidas teórico-prácticas alternativas a las propuestas enciclopedistas o tecnocráticas. La Didáctica general hace ya tiempo que ha abandonado la utopía comeniana de encontrar un método que permita enseñar “todo a todos”. Y en las últimas décadas ha avanzado en la construcción y
desarrollo de su objeto específico: la enseñanza. Las Didácticas específicas todavía tienen mucho que decir en cuanto a cómo esos aportes pueden instituirse en pilares para el tratamiento de la enseñanza de una disciplina o área de conocimiento que tiene particularidades epistemológicas a tener en cuenta a la hora de construir propuestas didácticas. Esta colección pretende constituirse en un aporte al respecto. Nos parece no sólo posible sino interesante, dirigirnos tanto a los docentes que se desempeñan en el Nivel Secundario como a quienes se desempeñan en carreras de formación docente. No sólo a los profesores a cargo de las Didácticas y del Trayecto de la Práctica, sino a todos, ya que partimos del presupuesto que todos los docentes a cargo de los espacios curriculares que conforman el diseño formativo son responsables de formar para la práctica, en este caso para la enseñanza. Como señala Fernández Pérez “los profesores no aplican los métodos que les han predicado, sino los métodos
que les han aplicado (en grandes números), de manera que esta verificación empírica, ya innumerable, obliga a otorgar mucha mayor importancia al principio formal de que en
materia de formación de profesores el principal contenido es el método con el que el contenido se imparte a los futuros o actuales profesores” (1993, p.129)
Si bien el diseño curricular del Nivel Secundario está organizado, predominantemente, por disciplinas y sabemos que esa organización favorece el recorrido en profundidad de los contenidos disciplinares, consideramos que se corre el riesgo de fragmentar el conocimiento. Por ello es habitual que se realicen esfuerzos para evitar ese riesgo. Tanto a partir de propuestas áulicas articuladoras como a través de la creación de departamentos por áreas o campos de conocimiento. Por tal motivo entendimos posible trabajar el tratamiento didáctico de los contenidos a través del concepto de áreas del conocimiento. Entendemos por área curricular “un campo más o menos amplio del plan
de estudios, una región del mismo, que por efectos de lo que Chevallard llama la transposición didáctica cobra un nuevo sentido para la pedagogía universitaria. El de un espacio de conjunción de la teoría con la práctica. Área de conocimientos viene a significar, entonces, un espacio de diversa dimensión –amplio, restringido o menorsegún la importancia que reclama, por imperio del objetivo y el perfil del profesional, artista o técnico que se quiere formar, el conocimiento que se quiere brindar. En muchas currículas académicas hay áreas y subáreas. En un área aparecen, indicadas internamente, muchas veces, unidades didácticas o módulos a desarrollar; no obstante el área será siempre, para la pedagogía contemporánea, un espacio complejo, integral y a su vez integrador, de carácter disciplinar o interdisciplinar, con fisonomía de región curricular” (Menin, 2003, p.4)
El libro está organizado en dos partes. Una primera en la que se abordan los aportes a la enseñanza desde la Didáctica general. Contiene un capítulo dedicado a los fundamentos teóricos que sustentan las propuestas, en el que se abordan los fundamentos psicológicos, epistemológicos, pedagógicos y filosóficos en los cuales es posible basar las propuestas didácticas. Un segundo capítulo dedicado a la planificación de la enseñanza, en el que se trabajan los diversos componentes curriculares y distintas formas de organizarlos. Y un tercero en el que se aborda la organización del trabajo áulico, tomando formas básicas, estrategias, secuencias didácticas y recursos que
pueden considerarse comunes e indispensables para construcciones didácticas específicas. La segunda está dedicada a la Didáctica del área y compuesta por diversos capítulos en los que se abordan los fundamentos epistemológicos y didácticos de las propuestas, la planificación específica del área y ejemplos prácticos de propuestas áulicas.
PRIMERA PARTE LA ENSEÑANZA COMO PREOCUPACIÓN TEÓRICA DE LA DIDÁCTICA Y COMO PREOCUPACIÓN TEÓRICO-PRÁCTICA DE LOS PROFESORES
Capítulo I Fundamentos teóricos que justifican la articulación entre Didáctica General y específicas… …Y su inclusión, tanto en la formación docente inicial como dur ante el desarrollo
profesional. Desde los enfoques tecnocráticos se ha sostenido, durante años, que el objetivo de la Didáctica era ofrecer un repertorio de propuestas metodológicas, del cual el docente podía seleccionar la más adecuada para el contenido a enseñar. Ese enfoque ha posibilitado que la Didáctica sea cuestionada como ciencia, ya que su objetivo sería solamente orientar la práctica. También, desde el mismo enfoque, no había lugar para pensar las didácticas específicas, pues la Didáctica general sería la responsable de proponer métodos uniformes. En las últimas décadas se ha delimitado a la enseñanza como objeto específico de la Didáctica y tanto las investigaciones y producciones teóricas, como los esfuerzos para que los resultados de dichas investigaciones tengan impacto en las prácticas, le ha posibilitado, sino recuperar su estatuto científico, al menos volver a ponerlo en discusión. Además, ha logrado construir una nueva agenda de problemáticas (la enseñanza para la diversidad, la transposición didáctica, el uso de las TIC, las formas básicas de enseñar, el uso de la narrativa, entre otras), que han venido a enriquecer los temas clásicos (el método, los recursos, las estrategias, la planificación de la enseñanza, la evaluación). Compartimos el criterio que se trata de una disciplina que abarca diversas dimensiones: teórica, práctica y ética, sin que ello vaya en desmedro de la búsqueda de cientificidad. Es decir que, desde nuestra perspectiva, la Didáctica abarca una dimensión teórica pues tiene un objeto de estudio específico la enseñanza, objeto abordado por diversos programas de investigación; utiliza métodos de investigación específicos y compartidos con las ciencias sociales; ha desarrollado teorías predominantes reconocidas por la comunidad científica dedicada a ella; se propone realizar aportes para la mejora de las prácticas que analiza. Por ello, también, abarca una dimensión normativa, pues persigue
que las conclusiones, producto de las investigaciones, impacten en la mejora de las prácticas. Pero además, abarca una dimensión ética, pues la educación en general persigue la mejora social, por lo que la preocupación por las finalidades y el componente ético con inherentes a toda práctica de enseñanza o de investigación sobre ella. Desde los enfoques tecnocráticos también se entendía al docente como un operario, cuya tarea consistía en seleccionar métodos adecuados, aplicarlos y evaluar los resultados. Ajeno a las finalidades de su práctica, a los fundamentos teóricos que sostenían las decisiones y a la reflexión y el compromiso valorativo sobre su quehacer, el profesor quedaba signado a un rol de ejecutor ya que su tarea se centraba en la aplicación mecánica de métodos. Muchos análisis se han hecho sobre los fundamentos teóricos, filosóficos y políticos de este modelo pedagógico, replicador en educación del modelo capitalista industrial y de sus versiones empresariales más recientes. También de sus consecuencias en las prácticas. Al respecto, es interesante consultar el libro “La pedagogía po r objetivos. La obsesión por la eficiencia” de Gimeno Sacristán (1982). No obstante el surgimiento de
análisis críticos, el tecnicismo ha sido una tradición que atravesó fuertemente las prácticas docentes, tanto en el Nivel Secundario como en el Superior. Otros enfoques han permitido vislumbrar caminos alternativos. Las teorías hermenéuticas-reflexivas y las críticas han posibilitado comprender las prácticas docentes desde otras perspectivas. Las orientaciones epistemológicas dialécticas y las teorías constructivistas del aprendizaje contribuyeron en la construcción de enfoques didácticos totalmente diferentes a las propuestas tecnocráticas. En estas perspectivas basaremos nuestras propuestas. Para ello comenzaremos explicitando algunos supuestos clave que permitan comprender nuestros posicionamientos teóricos. En cuanto a la concepción de práctica docente, compartimos los aportes del enfoque hermenéutico-reflexivo o práctico, el cual entiende que las prácticas son producto de un complejo proceso de elaboración de parte del que las lleva a cabo, quien pone en juego sus conocimientos, creencias, valores al momento de realizar opciones prácticas. Lejos
de ser un mero operario que aplica decisiones tomadas en otro nivel, este enfoque considera que las acciones están siempre mediadas por quienes las realizan. Por ello pone énfasis en la interpretación, en entender el significado que las acciones tienen para los sujetos. Además, en la importancia de comprender esas acciones dentro de un contexto y tratar de percibir la estructura de inteligibilidad que poseen. La interpretación contribuye a la comprensión del sentido de las acciones para los propios actores, quienes si se reconocen en esa interpretación podrán modificarlas. Desde la racionalidad práctica, la articulación teoría-práctica se va estructurando a partir de las construcciones que realizan los docentes, en el proceso de confrontación entre la acción y sus marcos referenciales previos. Los docentes construyen estructuras conceptuales, teorías prácticas o teorías de acción, que les permiten ir resolviendo problemas prácticos y reconstruyendo sus esquemas teóricos. Los aportes de Schön han sido cruciales para el avance de las investigaciones desde este enfoque, pues ha aportado una epistemología diferente de la práctica que permitió superar las limitaciones de la racionalidad tecnocrática, Tal como señala Schön, la racionalidad técnica no ha podido explicar cómo se toman decisiones en situaciones prácticas caracterizadas siempre por la incertidumbre, la singularidad y los conflictos de valores. Las situaciones complejas que nos plantea la práctica requieren algo más que la aplicación mecánica de la teoría. Es necesario que el práctico reconozca y evalúe la situación, la construya como problemática y, a partir de su conocimiento profesional, elabore nuevas respuestas para cada situación singular. La práctica plantea zonas de incertidumbre “que escapan a los cánones de la racionalidad técnica” (Schön, 1992, p.20).La racionalidad práctica representa, entonces, una
concepción constructivista de la misma. Esta manera de entender la práctica implica, entonces, una forma distinta de concebir la construcción del conocimiento profesional. Si los problemas que nos plantea la práctica son singulares y requieren de nuestras acciones construidas en contexto para resolverlos, la reflexión sobre la misma y el conocimiento que se genera a partir de esa reflexión son de fundamental importancia. Los conceptos de Schön de conocimiento en
acción, reflexión en acción y reflexión sobre la acción y sobre la reflexión en acción permiten comprender el proceso de construcción del conocimiento profesional y superar la concepción clásica de reflexión, limitada a procesos de evaluación, planificación y toma de conciencia de los procesos cognitivos realizados. Sin desconocer que las prácticas profesionales se desarrollan en estructuras sociales e institucionales condicionantes, los aportes de Schön permiten superar la perspectiva sostenida por la racionalidad técnica sobre la práctica, ocupada exclusivamente de los problemas instrumentales. La teoría crítica articula la reflexión a los problemas de valores e intereses sociales. Intenta recuperar lo práctico de la esfera de lo meramente técnico, supone la posibilidad crítica, creativa y valorativa de la razón. Desde la racionalidad crítica, tanto la práctica como la teoría son construcciones sociales que se llevan a cabo en contextos concretos. Su articulación es dialéctica: la teoría se origina en la práctica y apunta a la mejora de ésta. La articulación teoría-práctica no sólo persigue la comprensión y la interpretación, sino también la toma de conciencia de las condiciones reales y de los contextos, lo que posibilitará la acción para el cambio. El enfoque crítico es heredero de los aportes de Bourdieu (1981) para quien las prácticas se llevan a cabo en espacios históricamente constituidos, respondiendo a intereses específicos. Dado que las prácticas se desarrollan en contextos complejos y singulares, no es posible entonces abordarlas desde una mirada simplificadora. No es posible tampoco resolverlas a través de construcciones uniformes. Es necesario que el práctico despliegue un pensamiento complejo y una actitud de compromiso con la realidad de su tiempo, para que pueda tomar decisiones contextualizadas, adecuadas al contenido a enseñar y al grupo de estudiantes a su cargo. Lo antedicho nos permite sostener que las prácticas docentes son sociales y contextuadas, lo que supone reconocer que pueden ser modificadas. Ello requerirá, de parte de los docentes, una actitud exploratoria, de indagación, cuestionamiento, crítica y búsqueda. Pero, además, el desarrollo y el ejercicio de competencias profesionales que permitan pensar sobre lo que se piensa, argumentar, buscar explicaciones y relaciones.
Como así también, una actitud abierta para poder repensar tanto su propia práctica como las instituciones y el sistema social en el que la misma se desarrolla.
Dice Trillo
refiriéndose a los docentes preocupados por mejorar sus prácticas “Lectores así saben o
intuyen que enseñar es una actividad heurística (‘arte reinventar’), con cierto diseño/guión, pero abierta siempre a lo imprevisible, a todo lo que se debe resolver sobre la marcha como fruto de la comprensión del contexto y del momento. Lectores así abominan de cualquier propuesta algorítmica por rígida, falta de reflejos y, en definitiva, falsa.” (2008, p.6)
La necesidad de reflexión, de intervenciones deliberadas, contextualizadas y fundamentadas en conocimientos teóricos, hace posible considerar las prácticas docentes como prácticas profesionales. Pues a diferencia de otras, requieren de parte del práctico una preparación formal y sistemática, tanto teórica como práctica. Pero, a la vez, un alto grado de autonomía y de compromiso para tomar decisiones, respondiendo a finalidades y valores, acerca de los cuales no sólo debe estar informado, sino que es necesario que participe en su construcción. Entendemos que un docente se asume como profesional cuando es responsable de los resultados que dependen de su acción, tanto de los impactos individuales como sociales de su práctica. Pero que, además, puede superar posiciones ingenuas, lo que le permite comprender qué otros factores intervienen y atraviesan las prácticas pedagógicas, comprometiéndose en la denuncia de aquellos que obturan la posibilidad que la educación sea un bien para todos. Por ello, cuando hablamos de conocimiento profesional hacemos referencia a algo más que la competencia técnica. Nos referimos a la formación teórica, conceptual, filosófica cultural y política, formación que excede las visiones tecnocráticas de las profesiones. Si reconocemos la profesionalidad docente desde la perspectiva señalada queda claro que no es posible asumir la práctica docente aplicando métodos. Sino que es el docente quien, fundamentado en una clara concepción epistemológica de su disciplina, en una concepción de sujeto que aprende, en un conocimiento acerca de la enseñanza y de los
problemas de comprensión que puede originar el contenido disciplinar, debe construir propuestas didácticas que ayuden a superar las dificultades. Es interesante que consideremos el concepto de construcción metodológica el cual “implica reconocer al docente como sujeto que asume la tarea de elaborar una propuesta
de enseñanza en la cual la construcción metodológica deviene fruto de un acto singularmente creativo de articulación entre la lógica disciplinar, las posibilidades de apropiación de ésta por parte de los sujetos y las situaciones y los contextos particulares que constituyen los ámbitos donde ambas lógicas se entrecruzan" (Edelstein, 1996, p.85). La metáfora del docente compositor, desarrollada por Spiegel (2006), resulta también esclarecedora. Como señala el autor, “las clases resultan interesantes cuando el
docente: -
Diseña sus clases como lo hace un buen arquitecto con una casa, como un fotógrafo o un escritor sus obras, o como un compositor cuando piensa en la melodía, el ritmo o en los instrumentos necesarios para que todos puedan disfrutar de su música.
-
Construye sus clases, orientadas a que, a su vez, sus alumnos construyan sus aprendizajes.
- Incorpora a sus clases lo que sus alumnos saben y viven fuera del aula. -
Decodifica críticamente las potencialidades de cada material y ocupa, de esta manera, un perfil profesional tan protagónico como apasionante: el de decidir y liderar su clase.
-
Entusiasmado, disfruta de la clase junto con sus alumnos” (Spiegel, 2006, p. 43).
Ser compositor de las propias clases supone estar atento, "predispuesto para rastrear y crear permanentemente oportunidades con el objetivo de hacer clases más interesantes". El docente compositor "disfruta de su tarea y, con sentido crítico, sabe
reconocer y aprovechar al máximo los muchos o pocos recursos disponibles" (Spielger, 2006, p.10). "El docente compositor actúa como un experto luthier que diseña y moldea artesanalmente los instrumentos que luego utilizará en su clase" (Spiegel, 2006, p.135). Las construcciones metodológicas no son neutrales, en el sentido que dan cuenta de las posiciones epistemológicas, psicológicas, didácticas, filosóficas de quienes las crean o las utilizan. Dicho de otro modo, tanto la selección, jerarquización y secuenciación que hagamos del contenido a enseñar, como el tratamiento didáctico que le demos, da cuenta de nuestras propias concepciones acerca de qué es el conocimiento en general, cuáles son las características del conocimiento disciplinar, qué es aprender y qué supone ser sujeto de aprendizaje, qué es enseñar, para qué sirven las instituciones educativas, entre otras cuestiones. Muchas veces esas concepciones son explícitas, otras subyacentes (Sanjurjo, 1994). Pero, cuanto menos, las elecciones didácticas que todo docente realiza se basan en una concepción epistemológica acerca del contenido a enseñar y una concepción psicológica acerca del sujeto de aprendizaje; sobre las cuales se construye la concepción de enseñanza y la ayuda pedagógica coherente. En relación a las concepciones epistemológicas acerca del conocimiento en general, resultaría interesante que, como docentes, volvamos a las preguntas originales básicas acerca del conocimiento, preguntas que han estado en el origen mismo de la filosofía. Pues ello permitiría aclararnos acerca de nuestros posicionamientos epistemológicos, lo que posibilitará ser más conscientes, al respecto, a la hora de tomar decisiones didácticas. ¿Es posible conocer?, ¿dónde se origina el conocimiento?, ¿qué conocemos? son preguntas que dieron origen a teorías opuestas o diversas, las que impactaron en las concepciones acerca de la enseñanza. ¿Es posible conocer la realidad tal cual es?, ¿o sólo conocemos una “sombra” de ella?, si podemos conocerla, ¿la conocemos como una “copia” textual?, ¿o hacemos una construcción aproximativa?
Resulta evidente que vamos a proceder didácticamente distinto según las respuestas que nos demos acerca de estos interrogantes.
De modo tal, que la fuente de las concepciones didácticas podríamos encontrarlas en teorías del conocimiento tales como el racionalismo y el empirismo. Como ejemplos nos permite mostrar cómo dos enfoques epistemológicos distintos derivaron en modos antagónicos de entender la enseñanza. También es necesario advertir que los modos de concebir el aprendizaje siempre serán coherentes con las concepciones epistemológicas a las que se adhieran. Sócrates sienta las bases de una concepción innatista del conocimiento, desde la cual el trabajo del docente se asemejaría al de una partera. Utilizando el interrogatorio lograría que sus discípulos saquen a luz conocimientos que ya poseen. La mayéutica como método
de
conocimiento
ha
sido
valorizada
desde
múltiples
posiciones,
fundamentalmente a partir de las ideas que plantean el conocimiento como producto de un proceso. A diferencia de los enfoques constructivistas, la mayéutica entiende el conocimiento como innato y el aprendizaje como el proceso a través del cual y mediante la ayuda pedagógica se dan a luz los conocimientos que ya estaban en el discípulo. En la Edad Media, si bien sigue aceptándose la hipótesis de las ideas innatas, la concepción pesimista acerca de la naturaleza humana, relacionada con la idea del pecado original, plantea una visión autoritaria de la transmisión del conocimiento. El racionalismo sostiene la creencia en una verdad uniforme que debe ser encontrada a través de la razón. Los métodos enciclopedistas, verbalistas y centrados en el docente tienen sus bases en estas concepciones acerca del conocimiento. El empirismo, a partir de una noción opuesta acerca del conocimiento, sienta las bases de una concepción de aprendizaje y de enseñanza que derivará en métodos activos. El planteo empirista de John Locke resultó de alto impacto para las propuestas didácticas posteriores. Su concepción acerca de la mente como una tabla rasa, modifica sustancialmente los métodos de enseñanza. Si el conocimiento proviene de los sentidos, es necesario poner al sujeto que aprende en contacto con los objetos para que se produzca el aprendizaje. Locke destaca la supremacía del método sobre el contenido. Este último es sólo un medio para el desarrollo de los procedimientos formales (capacidad lógica, memoria). Para Locke el aprendizaje se inicia en la experiencia
sensorial, a partir de la cual se adquirían las ideas simples, sobre las que –mediante la combinación
relación y abstracción – se elaboraban las complejas. Los materiales
didácticos y la ayuda pedagógica tenían un rol central en este modo de concebir el aprendizaje. Pestalozzi renueva la creencia en la importancia de la experiencia sensorial, llamada por él “intuición”, fundamental mente en el inicio del aprendizaje. Luego los
ejercicios propuestos por el maestro permitirían la sistematización y organización del conocimiento. Son claras las influencias de los empiristas y de los primeros pedagogos en el movimiento de escuela nueva, la que, a partir del principio de actividad, sienta las bases de una concepción de conocimiento como producto de la actividad del sujeto que aprende. Por su parte, Herbart, adhiriendo a las ideas empiristas, sostiene que una nueva idea o representación necesita articularse como un todo unitario al conjunto de percepciones preexistentes en la mente. Por ello, partiendo de la experiencia sensible, los estudios deben ser correlacionados para favorecer la unidad de la mente. Las ideas de Herbart tuvieron amplia repercusión en la Didáctica, pues se presentaban como un sistema lógico y estructurado. Muchos de sus discípulos formularon diseños de enseñanza que tuvieron un alto impacto en las prácticas áulicas. Los enfoques constructivistas, tanto en filosofía como en psicología, sientan las bases del conocimiento como construcción social y del aprendizaje como proceso reconstructivo a través del cual el sujeto que aprende se apropia de los productos culturales de su contexto y genera nuevos. Los aportes del constructivismo a la enseñanza significaron un importante avance en la Didáctica. Si bien originalmente el constructivismo, partiendo de preocupaciones gnoseológicas, se centró en el análisis del aprendizaje y su relación con el desarrollo (Piaget), rápidamente impactó tanto en las prácticas como en las teorías de la enseñanza (Aebli, Ausubel, Monserrat Moreno, Ferreiro, Kamii entre otros). Los conceptos de realismo crítico y de epistemología genética, con los que suele denominarse la postura piagetiana acerca del conocimiento, son esclarecedores ya que permiten comprender que los aportes de Piaget no se reducen a una descripción lineal
de etapas por las que pasa el desarrollo del sujeto. La concepción piagetiana acerca del conocimiento es realista por cuanto sostiene que la realidad existe y que es posible conocerla; es crítica, porque no conocemos pasivamente esa realidad, sino que el sujeto que aprende hace una reconstrucción aproximativa y cada vez más compleja acerca de ella. Nuestra cognición no procede cual si fuese una fotocopiadora de la realidad, sino que el sujeto, en interacción con el medio, realiza construcciones aproximativas de esa realidad. Con lo cual Piaget sienta las bases no sólo de una distinta manera de comprender el aprendizaje sino también una epistemología que intenta mostrar el proceso de génesis del conocimiento. Entel (1985) aporta un interesante análisis acerca del tratamiento epistemológico del contenido escolar y su impacto en la enseñanza, a través de un trabajo en el que observa las prácticas más habituales en la escuela. Al respecto señala que, tanto en los diseños curriculares, como en las propuestas editoriales y áulicas es posible todavía encontrar un tratamiento del conocimiento como entidad, como una cosa que el docente debe depositar en el estudiante. Se trata de una visión heredera del positivismo, que dio lugar a concebir el aprendizaje como la recepción de información o como el establecimiento de relaciones mecánicas entre estímulos y respuestas. Señala la autora que esta manera de entender el conocimiento derivó en una organización curricular atomizada de los contenidos, en propuestas didácticas lineales y mecanicistas, tratándose de un modo ya residual en las aulas. Por otra parte, señala que, según su parecer y al momento de realizar el análisis, el modo dominante de concebir el conocimiento en la escuela es entenderlo como un sistema. Heredera del estructuralismo, esta modalidad derivó en una concepción de aprendizaje relacional y en propuestas didácticas problematizadoras que posibiliten la comprensión de sentidos dentro de totalidades significativas. Además, analiza lo que considera una concepción emergente que entiende el conocimiento como producto de un proceso y el aprendizaje como el proceso que posibilita que el sujeto se apropie de ese producto. Esta manera de concebir el conocimiento y el aprendizaje dio lugar a propuestas didácticas que intentan promover la
comprensión y el proceso de construcción. Entendiendo por comprensión el proceso a través del cual el sujeto que aprende establece relaciones, realiza nuevas construcciones a partir de relaciones de diferencias y semejanzas, se da cuenta y puede dar cuenta de los procesos realizados (metacognición), lo que le permite utilizar los conocimientos construidos en nuevas situaciones. Es decir que el establecimiento de relaciones, los procesos metacognitivos y la funcionalidad son dimensiones inherentes a la comprensión, por lo que deberían constituirse en pilares de toda propuesta didáctica. Vigotsky, por su parte, centra su preocupación en la importancia del contexto y en la intervención educativa como mediadora entre la cultura y el individuo. La educación como algo externo constituye una condición fundamental para el desarrollo. Dado que la interacción social es la posibilitadora de los aprendizajes, el docente, los otros, el contenido escolar y el espacio de encuentro entre esos componentes son determinantes para el aprendizaje de los conocimientos científicos y culturales. Principios constructivistas, tales como los que se enumeran a continuación, posibilitaron la elaboración de aportes a la teoría de la enseñanza, desde los cuales se le vuelve a otorgar un rol importante al docente, a la enseñanza, a la Didáctica: - el sujeto que aprende no es una hoja en blanco, - las teorías nuevas se “leen” a partir de teorías previas y se articulan con ellas, - dichas teorías se construyen muchas veces como obstáculos pedagógicos, por
cuanto el sujeto que aprende se resiste a abandonarlas, - las estructuras cognitivas, los conceptos y teorías se van estructurando a partir de
múltiples articulaciones, como en una red, - el conflicto cognitivo pone en cuestión los preconceptos y teorías y posibilita el
desequilibrio necesario para que se produzca el aprendizaje, - el conocimiento es producto de un proceso de construcción a partir de la interacción
entre el sujeto y el objeto de conocimiento,
- para la adquisición de conocimiento científico es necesaria la ayuda
pedagógica que posibilite el cambio conceptual. Consideramos al constructivismo una teoría superadora acerca del aprendizaje por cuanto explica, mejor que otras, cómo procedemos cuando aprendemos conocimientos complejos, como los que se desarrollan en la escuela. Otras teorías no han podido dar cuenta de cómo se adquieren esos conocimientos, aunque realizaron aportes parciales al respecto. El conductismo se ha reducido al estudio de aprendizajes mecánicos, cometiendo el error de extender ese modelo a todo tipo de aprendizaje. La gestalt, desarrolló estudios sobre el modo de percibir la realidad y avanzó a partir del concepto de estructura, mostrando que percibimos totalidades significativas. Pero es el constructivismo el que profundiza el proceso de construcción de nuestras estructuras cognitivas y de los conocimientos complejos, con lo cual echa luz acerca de cómo se produce ese proceso y sienta las bases para elaborar propuestas acerca de cómo orientarlo. Coincidiendo con los autores que consideran el conocimiento como producto de un proceso social y el aprendizaje como el proceso de reconstrucción individual del conocimiento y de los bienes culturales, es que apostamos a la enseñanza como una práctica social contextuada, depositaria de diversos legados y herencias (Camillioni, 1990). Y estamos convencidas que, como toda práctica social, puede ser siempre reconstruida y mejorada por los actores sociales, sean políticos, directivos, docentes. Esta publicación ha centrado su interés en la mejora de las prácticas áulicas, y por ello pretende constituirse en un aporte para un actor clave en ese proceso: el docente. Docente que requerirá no sólo de las condiciones estructurales que le permitan llevar a cabo su práctica acorde a lo que la sociedad espera de él, sino que también deberá proveerse de un bagaje de conocimientos que le permitan construir propuestas didácticas con compromiso individual y social, fundamentadas y contextualizadas . Para lo cual requiere, además, de un alto grado de autonomía, de la posibilidad de socializar sus saberes y prácticas. Ya que la confrontación permanente de sus prácticas con las teorías y con los colegas le garantizará el desarrollo de una práctica reflexiva. “El
carácter de servicio social y público de la enseñanza reclama, al lado de los criterios personales con que cada profesor elabora su práctica, criterios sociales, colegiados y críticos que han de estar por encima, expresándolo de algún modo, de las decisiones únicamente particulares e individuales” (Escudero Muñoz, 1993, p.85)
Dicho de otra manera, sin desconocer los condicionantes contextuales (políticos, sociales, institucionales, entre otros), sabemos que los buenos docentes son capaces de llevar a cabo la enseñanza, muchas veces a pesar del contexto. Tomando palabras de Trillo, se trata de aportar “ideas para que esa comprensión d el contexto en el que un
profesor desarrolla su actuación resulte, simplemente, lo más certera posible: contingente, ágil, razonable, susceptible de ser explicada, y por tanto también autoevaluada de manera flexible y crítica. Shavelson (1986) dijo en su día que un profesor era alguien capaz de tomar decisiones razonables en un contexto complejo e incierto. No está nada mal eso de que sean razonables, esto es, que puedan explicarse y justificarse. En efecto, los buenos profesores saben que la única manera de desarrollarse profesionalmente les exige pensar y repensar su práctica.” (2008, p.6) Recalca Trillo más adelante “…quisiera resaltar como en ocasiones lo más emocionante de la actuación
docente consiste precisamente en ver cómo los profesores se sobreponen al decorado; esto es, que en la presumible lógica causal y determinista que todas las condiciones que enunciaré a continuación ejercen sobre el quehacer docente es posible introducir (no sin esfuerzo) el cambio: algún cambio (que por supuesto se supone para mejor…” (2008, p.7) Entre los saberes necesarios, Shulman (1989) distingue siete tipos de conocimiento para que el docente pueda resolver los problemas que le plantea la enseñanza: conocimiento del contenido, conocimiento pedagógico, conocimiento del currículum, conocimiento de los alumnos y del aprendizaje, conocimiento del contexto, conocimiento de filosofía -es decir relacionados con los objetivos y finalidades- y conocimiento didáctico del contenido. Si bien muchos autores coinciden con estos tipos de contenidos, otros señalan algunos menos y/o cuestionan la distinción entre conocimiento pedagógico y conocimiento didáctico del contenido. En esta publicación lo tomaremos como un conocimiento central para la práctica de enseñanza, ya que resulta un concepto potente, pues permite
focalizar la preocupación en la tarea más específica de la docencia: hacer un contenido disciplinar comprensible e interesante para los estudiantes, por lo que también abre el camino al desarrollo de didácticas específicas. En palabras de Shulman (citado por Carlo Marcelo, 1993, p.158), “ Dentro de la categoría conocimiento didáctico del contenido incluyo los temas más comúnmente enseñados en una determinada asignatura, las formas más útiles para representar las ideas, las analogías ilustraciones, ejemplos, explicaciones y demostraciones más poderosas, en una palabra, las formas de representar y formular el contenido para hacerlo comprensible a otros. El conocimiento didáctico del contenido también incluye un conocimiento de lo que facilita o dificulta el aprendizaje de temas concretos; las concepciones y preconcepciones que los estudiantes de diferentes edades y procedencia traen consigo cuando aprenden los temas y lecciones más frecuentemente enseñadas.”
Dicho de otra manera, se entiende por conocimiento didáctico del contenido la forma en que el docente procesa el contenido a enseñar, de tal manera que el mismo se transforme en contenido enseñable para que los estudiantes lo comprendan, sin que el mismo sea deformado. En términos de Chevallard (1986) se trata de la transposición didáctica, concepto interesante que muestra la falta de sustento del dicho “el que sabe, sabe y el que no enseña”, ya que el que enseña debe saber el contenido disciplinar, pero
fundamentalmente los problemas de comprensión que dicho contenido puede originar y también cómo resolverlos. Afirmar esto no supone sostener que carece de importancia el conocimiento del contenido disciplinar. Por el contrario, para poder resolver cómo hacer comprensible e interesante un contenido disciplinar, es necesario no sólo estar informado acerca de hechos y datos sino comprender la estructura sustantiva o profunda de la disciplina. Es necesario que el docente comprenda la red de relaciones entre conceptos y teorías, las relaciones de semejanzas y diferencias, la historia epistemológica de la construcción disciplinar, qué teorías reemplazaron a otras, en qué momento histórico, movidas por qué intereses, entre otras cuestiones. Sólo ese conocimiento le permitirá seleccionar, jerarquizar y secuenciar el contenido, como así también construir las mejores secuencias
didácticas para su enseñanza. También le permitirá relacionar el contenido disciplinar con los de otras disciplinas y con la vida cotidiana. Lo que le posibilitará encontrar los ejemplos, metáforas, preguntas, analogías más potentes. Desde esta perspectiva, la formación inicial y continua en la práctica docente necesita complejizarse. “La práctica se apoya en las interpretaciones de las situaciones particulares como un todo, y no puede mejorarse si no se mejoran dichas interpretaciones. Además, tales interpretaciones no son ‘objetivas’ en el sentido
racionalista de estar libres de sesgos y prejuicios de las culturas prácticas cotidianas. Desde la perspectiva de la ciencia práctica los sesgos son una condición de la comprensión situacional porque todas las interpretaciones se configuran dentro de culturas prácticas, sistemas de creencias y valores condicionados por problemas prácticos” (Elliot, citado por Pérez Gómez , 1993, p.33).
La formación del docente como profesional reflexivo requiere por tanto el desarrollo de su capacidad de comprender las situaciones complejas. “La intervención inteligente en los problemas complejos de la práctica educativa no se deriva directamente de las proposiciones teóricas como propone la perspectiva racionalista, ni se reduce al dominio de conductas previamente entrenadas como propone la perspectiva técnica. Requiere más bien, el desarrollo y construcción de esquemas flexibles de pensamiento y actuación, que posibiliten el juicio razonado en cada contexto singular, y la experimentación reflexiva de propuestas alternativas y fu ndamentadas” (Pérez Gómez, 1993, p.33). Sólo una formación de este tipo puede permitir al docente una permanente reconstrucción de su conocimiento pedagógico. Carlos Marcelo agrega que” es preciso prestar mayor atención – conceptual y empíricaa la forma en que los profesores ‘transforman’ el conocimiento que poseen de la materia en conocimiento ‘enseñable’ y comprensible para los alumnos” (1993, p.153)
Pero, además, debe saber cómo aprenden los estudiantes, en qué contexto desarrolla su práctica, qué dice el diseño curricular y por qué, cuáles son las finalidades de su quehacer. Lo antedicho también nos alerta acerca de problemáticas relacionadas con la
formación docente. Entre otras la relativa a ¿en qué medida la formación docente inicial y el desarrollo profesional ponen énfasis en el aprendizaje del conocimiento didáctico del contenido?, ¿quiénes son responsables de enseñar lo necesario para esa construcción?, ¿puede el futuro docente sin ayuda pedagógica establecer las necesarias articulaciones para construir un conocimiento tan complejo?, ¿puede éste construirse si continuamos separando totalmente la formación disciplinar de la pedagógica y del campo de la práctica? Bolivar (2005) señala que en el campo de la Didáctica ha existido en los últimos veinte años una tendencia a valorar más cómo se enseña, que lo que se enseña. Cierto pedagogismo ha separado, un tanto artificialmente, contenidos y práctica docente, desdeñando la dimensión de conocimiento del contenido del currículo o materia a enseñar. No se trata de dos campos separados, sino en empezar a formar al profesorado en un conocimiento de la materia específicamente didáctico, y es aquí donde se sitúa el posible status propio y justificación de una didáctica específica. Nuestra experiencia nos ha mostrado cuánto camino hay todavía para recorrer en las instituciones de formación docente. Los fundamentos expuestos pretenden tanto dejar sentadas las bases de la importancia de la construcción de Didácticas específicas como así también de los aportes que la Didáctica general puede ofrecer.
Capítulo II La planificación de la enseñanza como decisión profesional del docente La planificación de la enseñanza siempre ha sido uno de los temas ineludibles en la formación y en la práctica docente. Esta actividad cotidiana, naturalizada como parte de la cultura profesional, constituye una preocupación de docentes, formadores y directivos con matices diferenciales según el nivel de la enseñanza al que nos aboquemos. A lo largo del desarrollo de la Didáctica, la planificación y el diseño de las clases pasó por distintos formatos en consonancia con los posicionamientos teóricos que se han desarrollado en el capítulo anterior. Si bien los enfoques o paradigmas fueron disímiles entre sí, ninguno soslayó la cuestión de la planificación, dándole una impronta particular. En la actualidad, la redefinición conceptual de la planificación, continúa presentando dificultades, tal vez debido a la extensa influencia del modelo tecnicista y a la reforma educativa que atravesó nuestro sistema educativo en los ‘90. Ambos enfoques, con
diferencias entre sí, coincidieron en una fuerte prescripción que reguló los modos de organizar las clases e indujo a la modificación de la forma y a la definición de los componentes curriculares presentes en los planes docentes. Todo estilo de planificación requiere de un proceso de definición de aspectos, fundamentados claramente en una perspectiva teórica que les otorga sentido. Cuando el modelo se vacía de contenido teórico y el docente deja de pensar los fundamentos de las decisiones profesionales que toma, la planificación se transforma en un ritual carente de sentido para la práctica. Haciendo un síntesis estricta sobre la evolución del tema de la planificación en el campo de la Didáctica, se aprecia el siguiente recorrido histórico: la impronta fuerte del modelo tecnicista que fue hegemónico durante largo tiempo en el modo de planificar; en una segunda etapa, la problemática de la planificación, se enmarca en el movimiento de crítica al tecnicismo y en la emergencia de un modelo alternativo; para finalmente, ubicarse como una de las dimensiones a tratar dentro del campo del curriculum. En la actualidad se intenta ensayar formas creativas de planificar, en las cuales objetivos,
contenidos, metodología y actividades, ítems fundantes de la planificación tradicional, no dejan de aparecer, pero se construyen de manera tal que se exhiben claramente como espacios decisionales a ser llenados en la práctica. La preocupación por la programación o planificación de la enseñanza, surge vinculada al movimiento científico de la educación y a la didáctica tecnicista cuyo comienzo puede ubicarse a principio del siglo con el trabajo pionero de Bobbit (1918) y posteriormente, con Tyler (1949) y los numerosos trabajos de la década de 1970: Bloom (1971), Gagné y Briggs (1977) y Taba (1974). Bajo este modelo de racionalidad técnica, el interés por planificar se centró en primer lugar, en el análisis de las tareas a desempeñar y los hábitos necesarios para desenvolverse con eficiencia en cada área. Este listado detallado de las tareas, realizado por los expertos, daba lugar a la explicitación de los objetivos de aprendizaje expresados en términos de conductas observables, lo que derivó finalmente, en el diseño de los medios más adecuados, de las actividades de aprendizaje que los alumnos debían realizar en la escuela, para lograr los objetivos previamente determinados, y en la especificación de los mecanismos de evaluación correspondientes. Las cartas descriptivas, como las denomina Diaz Barriga (1980), concebidas por especialistas generan “un modelo de enseñanza en función de cuatro operaciones básicas: definir objetivos, determinar puntos de partida característicos del alumno, seleccionar procedimientos para alcanzar los objetivos, y controlar los resultados obtenidos”. (Furlan,1979, p. 143)
Los componentes curriculares básicos de este modelo son los objetivos, las actividades y la evaluación, centrando la problemática en los objetivos y cuidando la coherencia interna con el resto de los elementos del modelo. Este estilo de planificación dejó una marca fuerte en la República Argentina omitiendo una serie de análisis en relación al propio currículum, al problema del contenido, a las condiciones psicosociales de los sujetos que aprenden y al contexto particular. Es claro que, en este enfoque, la planificación se aleja de un acto creativo y artesanal para
transformarlo en una rutina, un esquema rígido altamente prescriptivo, con pretensiones de universalidad y de neutralidad. En una etapa siguiente, que se desarrolla desde fines de 1970 y durante la década de los 80, el problema de la planificación se centra en el cuestionamiento al enfoque tecnicista. Podemos mencionar diversos trabajos que dan cuenta de este movimiento de crítica a la planificación por objetivos, como Gimeno Sacristán (1982), Stenhouse (1984), Eisner (1985) y Díaz Barriga (1988). Estos aportes proponen un “modelo procesual” para concebir la planificación y el desarrollo de la enseñanza. Los trabajos mencionados se caracterizan por suprimir el sentido tecnocrático y gerencial depositado en la planificación, al disolver la división entre los expertos o técnicos por un lado y los ejecutores o prácticos por el otro y plantean la imposibilidad de separar en el campo educativo la discusión sobre los medios del debate sobre los fines. Asimismo, el movimiento de crítica es el origen de una de las ideas que caracterizarán al próximo período y que permitió entender a la planificación como proceso de reflexión, de toma de decisiones, de análisis de problemas y de búsqueda de soluciones por parte del docente. Esta idea germina a partir de las nuevas concepciones sobre el rol docente que proponen la figura del profesor como investigador (Stenhouse, 1984) y como profesional reflexivo (Schön, 1992). Hacia fines de la década del 80 y durante los años 90, el problema de la planificación se aborda desde distintas orientaciones teóricas dentro del campo del currículum (Torres Santomé, 1994; Gimeno Sacristán 1988; Coll 1987). Durante este período, el cuestionamiento al modelo racional-tecnológico continúa y se realizan planteos vinculados a la programación didáctica que diferencian diversos niveles del currículum y establecen el ámbito y los agentes vinculados a cada nivel. El enfoque multidimensional permitió pensar al currículum como el entrecruzamiento de prácticas diversas y establecen la importancia de abordar su estudio desde una perspectiva procesual, para reconstruir su trama y su sentido a través del análisis de las interacciones e influencias en las que se entrecruzan cada uno de los sujetos y ámbitos que moldean al currículum.
En el marco de estas nuevas formas de comprender la actividad docente, la planificación se define como una instancia de reflexión, un lugar intermedio entre la teoría y la práctica educativa: los docentes se posicionan como sujetos activos que analizan la complejidad de la disciplina y las particularidades del conocimiento a enseñar, las características de sus alumnos y de las instituciones en que trabajan para, en función de todos estos factores, tomar decisiones y elegir las estrategias más apropiadas. Esta actividad revaloriza el papel creador y comprometido del docente, aunque no podemos negar que existen condicionamientos para acceder a los grados de libertad y reflexión que requieren las decisiones en la totalidad de los ámbitos que configuran su práctica. Como parte de esta nueva perspectiva que intenta indagar los procesos reales por los que atraviesa el docente mientras planifica, Salinas (1994) propone reemplazar la pregunta habitual acerca de la planificación, aquella que se planteaba “cómo debería planificar el profesor” , por otra que se interrogue acerca de “cómo podría planificar el docente”. El autor pretende leer la relación teoría y práctica que subyace en la primera
pregunta no de modo prescriptivo y directo, sino abrirla a una diversidad de enfoques y respuestas existentes y posibles para la actividad de planificar. El mismo autor, también alerta sobre la confusión que se genera cuando no se distingue entre la planificación como proceso y la planificación escrita, su resultado. Lo segundo representaría sólo una pequeña parte de los problemas que se han abordado durante el proceso de la planificación ya que como expresa Salinas planificar la enseñanza, es bastante más que definir objetivos, contenidos, métodos y criterios de evaluación. Planificar significa pensar, valorar y tomar decisiones que valgan la pena sobre situaciones cotidianas, sobre posibles acontecimientos imprevisibles y sobre un grupo de personas agrupadas en el espacio escolar. Consideramos necesario revisar el sentido que la planificación adquiere para los docentes que la llevan a cabo y también para quienes las supervisan, para que la distinción de la que hablamos entre el plan plasmado por escrito y el proceso reflexivo de planificar sea asumida por los actores implicados. La realidad de las instituciones educativas nos permite afirmar que si bien en el campo del discurso se rechaza el
modelo de programación tecnicista, la construcción de otro alternativo que lo suplante, muestra todavía limitaciones que deben continuar superándose. Una línea de trabajo que ha cobrado relevancia en los últimos años considera, como posibilidad de planificar la experiencia individual y colectiva, el narrar las prácticas de enseñanza articuladas con los procesos de escritura de una hipótesis de trabajo. Desde este enfoque la planificación expresa claramente la dimensión subjetiva del docente, ya que escribir la planificación es un acto cognitivo que se inscribe como un conocimiento propio del docente, como construcción metodológica que articula los procesos reflexivos en torno a qué y cómo se enseña y al qué y cómo se aprende. En la actualidad aparecen propuestas alternativas que experimentan con formatos de escritura diferentes de la planificación tradicional. En los últimos años, las narrativas en educación, la mirada etnográfica, los diarios de clases, el trabajo con las biografías escolares han adquirido un papel destacado y nos están advirtiendo acerca de la importancia que tiene la escritura como espacio de anticipación, objetivación y análisis de las prácticas. Desde este enfoque se propone, como instancia posible, la escritura de “guiones conjeturales” como
relatos de anticipación del acontecer del aula. En los guiones
conjeturales se proponen actividades y, fundamentalmente, se predice acerca del impacto posible de esas tareas en el aula, dando cuenta de los propósitos, justificando ciertas decisiones, describiendo los sujetos, la institución y la escena donde ocurrirá la enseñanza. Bombini (2006) propone planificar en una suerte de relato de anticipación, de género didáctica-ficción que permite predecir práctica s a la vez que “libera” al docente, ya que le permite hipotetizar una práctica dúctil, permeable a las condiciones de su producción y a los sujetos (el docente-los alumnos) que en ellas participan. Esta forma de planificar permite que se despliegue la construcción de una secuencia narrativa y el análisis entre lo programando y lo sucedido en el marco de la clase. En el relato de lo que se anticipa para enseñar es posible construir una narrativa que incluye
el deseo y la imaginación para proyectar la enseñanza. Este enfoque propone escribir la planificación con formato de guión conjetural como una alternativa que afianza la intencionalidad sin dejar de lado la imaginación del docente en la enseñanza. Asimismo, otro aspecto que caracteriza al guión conjetural es su inconclusividad ya que rara vez el texto definitivo se plasma en papel. Su lógica tiene que ver con un proceso de construcción que alterna la escritura con la toma de decisiones que jamás se vuelcan al papel. Es decir, el guión siempre está a mitad de camino, nunca termina de construirse del todo, aún después de haberse llevado a la práctica concreta del aula. Bombini considera que el docente se mueve con mayor grado de libertad entre lo que debía/quería/pensaba desarrollar y lo que finalmente sucedió. La práctica puede corroborar o desdecir total o parcialmente el guión anticipado pero lo que es indudable es que siempre lo modificará. Podemos analizar en esta narración de anticipación la construcción de la práctica partir de decisiones tomadas y por tomar, de certezas y de incertidumbres, de hipótesis y suposiciones, de fundamentaciones y propuestas, de una lógica que se va construyendo a medida que la escritura avanza y que se termina de construir cuando la práctica se va desarrollando. Consideramos que para que este modo de planificar permita realmente reflexionar y modificar las prácticas, y para que se objetive la confrontación entre lo que se planificó y lo que sucedió sería imprescindible socializar sobre lo acontecido. Podría pensarse en los dispositivos formativos para enseñar así como un modo de desarrollo profesional a organizar al interior de las instituciones educativas. También, dado que la planificación no sólo es una guía para el docente, sino que puede muy bien cumplir la función de “contrato pedagógico”, tanto entre el docente y el estudiante como entre el docente y la
institución, es importante que, más allá de los espacios de autonomía individual, los modos de planificar la tarea en el aula sean acordados institucionalmente, para que la producción individual pueda ser interpretada y compartida. La comunicabilidad de lo que se escribe adquiere, entonces su relevancia.
En síntesis, el guión conjetural se presenta como un género que releva a la planificación, no en lo burocrático sino en la manera de pensar la enseñanza y la relación con el conocimiento. Es un instrumento que sirve para organizar su propia práctica y, a la vez, reflexionar sobre ella. Entendemos que no se trata pues de decir cuál es la mejor manera de planificar, sino más bien de comprender el pensamiento del profesor, de hacer inteligible por qué, en determinadas circunstancias, en un contexto dado y en lo concerniente al conocimiento de una determinada disciplina, toma determinadas decisiones y cuáles son los efectos en los procesos de aprendizaje y en la construcción de los contenidos efectivamente enseñados. En ese sentido, la narrativa en sus diversas posibilidades colabora con este proceso. Desde un enfoque reflexivo la cuestión de la enseñanza está atravesada por una serie de preguntas que nos realizamos los profesores al momento de organizar la actividad del aula. Decidimos acerca de: ● ¿Para qué enseñamos? ● ¿Qué contenidos son los que debemos priorizar en el proceso de enseñanza?
¿Cómo presentarlos a los estudiantes para
que les resulten comprensibles,
interesantes y articulables con sus ideas previas? ¿Cómo favorecer las relaciones entre los diferentes contenidos que se enseñan? ● ¿A través de qué formas básicas de enseñar se posibilita el aprendizaje? ● ¿Cómo reuniremos información acerca de si el contenido fue comprendido o no?
Las respuestas que se den a estas cuestiones son propias de cualquier programación independientemente del formato que se utilice. Ante la cuestión del para qué enseñar, hacemos referencia a la intencionalidad implícita, lo cual remite a los propósitos o a los objetivos. En el caso de los propósitos se remarca la intención docente, en el caso de los objetivos, el logro del alumno. Podríamos decir que el primero es el punto de partida, lo que estará disponible para el estudiante, mientras que el segundo es el punto de llegada, lo que alumno aprenderá, sabrá o será
capaz de hacer. Toda planificación debería ofrecer, explícitamente, alguno de estos dos componentes o ambos. En cuanto al qué enseñar, una de las decisiones principales es la organización de los contenidos ya que los criterios a adoptar dependen de variados factores. Al respecto, sabemos muy bien que no existe una única manera de organizar los contenidos por lo cual conviene aclarar que la fuente disciplinar no debería ser el criterio exclusivo para seleccionar, organizar y secuenciar los contenidos. Los aportes de la psicología, la sociología y la didáctica deberían ser tenidos igualmente en cuenta en este proceso. En este sentido Ausubel, es quien centra la preocupación en el aprendizaje de contenidos escolares y pone el acento en la interacción entre los conocimientos previos, vulgares o escolares, y los nuevos. Esa interacción es lo que posibilita, según el autor, la construcción de nuevos contenidos. Su distinción entre aprendizaje mecánico –aquél que se produce por el establecimiento de relaciones arbitrarias- y significativo –aquél que es producto del establecimiento de relaciones sustanciales, nos permite pensar acerca de la importancia de la organización del contenido a enseñar como de su tratamiento metodológico. Para que se produzca el aprendizaje significativo o dicho en otros términos, la comprensión de un nuevo contenido, Ausubel destaca la importancia que se den condiciones tanto en el estudiante, como en el contenido a enseñar, como en la enseñanza. De parte del estudiante se requiere que parta de una actitud favorable y disponga del bagaje necesario para relacionar el nuevo contenido. En cuanto al contenido, debe ser funcional (es decir que el estudiante pueda comprender la importancia y que el docente se la haga ver), debe ser integrable e internamente coherente. Es necesario, de parte del docente, una cuidadosa selección, secuenciación y jerarquización del contenido. Además, es importante que brinde la ayuda pedagógica para facilitar el establecimiento de relaciones, la diferenciación progresiva y las síntesis integradoras.
Coll (1987) propone abordar la secuenciación de contenidos estableciendo jerarquías, teniendo en cuenta simultáneamente la estructura interna de los contenidos y de los procesos psicológicos de los alumnos. Pero si la secuenciación se centra exclusivamente en los componentes conceptuales, podemos correr el riesgo de abandonar otros criterios para que el aprendizaje sea significativo, es decir para que el estudiante establezca relaciones sustanciales entre lo que sabe y lo que aprende nuevo. Retomando lo expuesto por Shulman, al momento de secuenciar se deben considerar los dos tipos de conocimientos, el
sustantivo (determinado por la preguntas centrales
abordadas por la asignatura) y el sintáctico (criterios metodológicos para garantizar una mayor comprensión e interés). Dado que la estructura lógica puede ser difícil de comprender en algunos casos, los contenidos deben enseñarse de manera progresiva y teniendo en cuenta las características de los sujetos que aprenden. Acerca de los criterios a considerar al momento de secuenciar y organizar contenidos, existen coincidencias entre los autores que trabajan el tema desde una perspectiva constructivista. Sánchez Iniesta (1994) menciona algunos de los criterios que pueden servir de referencia para elaborar secuencias de contenidos como por ejemplo, partir de los conocimientos previos de los alumnos, realizar un análisis lógico y psicológico del contenido a enseñar, elegir ejes organizadores, relacionar la secuencia con contenidos de otras áreas del curriculum, organizar siguiendo una progresión cíclica y no lineal y elaborar secuencias con estructura flexible debido a las modificaciones a las que está sujeta. Como vemos, entre los modos posibles de secuenciar contenidos existen distintas progresiones, las cuales dependen de los propósitos que se tengan. Podemos distinguir entre secuencias lineales, concéntricas o espiraladas. En las secuencias lineales, se sigue un orden que se considera necesario, como puede ser el cronológico, incorporando los contenidos de manera sucesiva sin considerar el nivel de complejidad. En las secuencias concéntricas se parte de un panorama amplio, para luego ir profundizando algunos aspectos con mayor detalle La imagen que mejor ilustra esta clase de organización es el efecto zoom, en el que se puede ir y venir, movimiento en el
que la escena se enriquece. En el tipo de secuencia denominada espiralada se avanza, no sólo en detalle sino en complejidad creciente, como un caracol, redescribiendo y promoviendo análisis sobre los conceptos. Este modo de diseñar el currículum posibilita formalizaciones complejas, profundidad teórica y acomodación de las nuevas estructuras. Por otra parte, dado que la selección de contenidos disciplinares y su organización implica componentes valorativos e ideológicos, es importante que éstos sean explicitados y consensuados en el marco de las instituciones educativas. Por último, Feldman y Palamidessi (2001) trabajan una ilustrativa metáfora acerca de cómo puede organizarse el contenido en función de la enseñanza. Expresan los autores que puede pensarse como biblioteca (o sea enseñar y aprender a acrecentar la biblioteca), como herramienta (aprender ciertas cosas para poder realizar algo con ellas) o como práctica (sólo se aprende practicando, por lo tanto hay que enseñarlo en situación). Con respecto a la pregunta sobre la forma de enseñar, hacemos referencia en ella a las actividades o estrategias metodológicas que se pondrán en juego en la enseñanza. En la selección de esas actividades los docentes vamos construyendo criterios propios, por ejemplo preferimos actividades que permitan interactuar con objetos y materiales reales, o simbólicos, o entre los sujetos implicados. Raths (1971) citado por Stenhouse (2003) propone una serie de criterios para el diseño de actividades de enseñanza-aprendizaje que tengan un cierto valor pedagógico. Sintetizando los aportes del autor, una actividad es más gratificante que otra si permite a los estudiantes efectuar elecciones informadas para realizar la actividad y reflexionar sobre las consecuencias de sus opciones, si se les asigna un papel activo en las situaciones de aprendizaje y si exige que indaguen sobre ideas, aplicaciones de procesos intelectuales o problemas cotidianos personales o sociales. Resulta más atractiva y alentadora una propuesta si propicia que los alumnos actúen con objetos, materiales y artefactos reales, si exige que los estudiantes examinen dentro de un nuevo contexto una idea, si promueve la aplicación de un proceso intelectual o la resolución de
un problema actual que ha sido previamente estudiado o si propone que reescriban, repasen y perfeccionen sus esfuerzos iniciales. Para los estudiantes una actividad es más estimulante que otra si proporciona la oportunidad de compartir con otros la planificación de un proyecto, su realización o sus resultados. Para finalizar Raths no ignora que es positivo que la actividad invite a examinar temas o cuestiones que los ciudadanos de nuestra sociedad no analizan normalmente y que, por lo general, son ignorados por los principales medios de comunicación. Esto último puede resultar de gran interés para la enseñanza de las diversas disciplinas, ya que permite poner el acento en temáticas a través de las cuales la escuela contribuye a la toma de conciencia y a instalarla la discusión en la sociedad; problemáticas que, por otra parte, permiten integrar contenidos de diversas disciplinas. La última pregunta al momento de planificar nos remite a pensar la evaluación como parte de las acciones de enseñanza y que nos permitirá acceder a cierta información sobre los procesos realizados por los estudiantes, con el objetivo de tomar decisiones profesionales fundamentadas. Esto significa emitir juicios de valor sobre criterios que deben estar claros y explicitados de antemano.
Las múltiples perspectivas sobre la evaluación enuncian las controversias en juego al momento de decidir sobre qué se debe evaluar –que vincula la relación entre los objetivos y lo evaluado –, qué tarea realiza el evaluador –al confrontar posturas de tipo instrumental con otras que plantean que la información se transforma en datos de acuerdo con los marcos interpretativos del evaluador –, y para qué se evalúa –que permite abordar la dimensión política e ideológica de la evaluación.(Celman, 2004) Mucho se ha escrito acerca de la problemática de la evaluación, motivo por el cual no será objeto de mayor desarrollo aquí. Autores como Perrenoud (1990, 2008), Álvarez Méndez (2001), Litwin (2003), Trillo Alonso (2005) y Celman (2004) entre muchos otros, son recomendables para profundizar el tema. No obstante queremos destacar que, en concordancia con lo planteado hasta el momento acerca de la enseñanza es necesario
que consideremos a la evaluación como parte del proceso de enseñanza a través del cual realizamos una mirada retrospectiva acerca del recorrido, con la finalidad de comprender y mejorar, si es necesario. La acreditación debería ser una consecuencia y no la única finalidad que determine las decisiones didácticas. También es necesario comprender que no evaluamos contenidos, sino el proceso de comprensión que realizaron los estudiantes para apropiarse de los contenidos. Por ello es tan difícil, tanto tener claro los criterios como construir los instrumentos a través de los cuales reuniremos y analizaremos la información. Afortunadamente tampoco para esto hay recetas y se requiere de un profesional que pueda tomar decisiones adecuadas al contenido y al contexto. A modo de consideración final, creemos necesario resaltar que la planificación es un instrumento que debe socializarse en el marco de las instituciones educativas, por lo cual debería surgir de ciertos acuerdos institucionales básicos en torno al sentido y fundamento de los componentes curriculares en juego. Asimismo enfatizamos que, para acompañar el proceso de aprendizaje de los estudiantes, es necesario, desde la enseñanza, crear un ciclo constante de reflexión-acción-revisión. Cada profesor toma decisiones permanentemente cuando pone en práctica su diseño y reflexiona sobre sus prácticas para reconstruir sus próximas intervenciones pedagógicas. De todos modos, sabemos que el ámbito de decisiones que toma el profesor es limitado, porque el discurso profesional está notablemente influenciado por la cultura dominante y por las condiciones materiales de su trabajo que son bien decisivas al momento de determinar la clase. El profesor no decide su acción en la enseñanza en el vacío, sino en el contexto de una realidad, de condiciones laborales, de una institución con normas marcadas, de la política educativa, del gobierno y de las tradiciones de desarrollo curricular que en algunas oportunidades aceptamos sin discutir. Pero sin duda, la capacidad de decisión de los profesores es un contrapeso posible frente a las prácticas escolares impuestas y contribuye adecuadamente como accionar contrahegemónico. En definitiva, el ejercicio de la profesionalidad del docente es el
efecto particular en cada caso de la dialéctica entre la formación personal y los condicionantes del contexto, tal como sean percibidos.
Capítulo III La organización de la enseñanza en el aula Sin desconocer las diversas dimensiones de la práctica docente y la multiplicidad de tareas que los contextos complejos en los que se desarrolla le imponen, centraremos nuestra atención en la organización de la enseñanza en el aula, ya que, en coincidencia con lo que venimos desarrollando, consideramos que constituye lo central de esa práctica. En esa dirección, en este capítulo trabajaremos la problemática metodológica, en íntima relación con el contenido, desde los aportes de la Didáctica general. Ya que, como ya señalamos, las buenas propuestas didácticas son aquellas que logran abordar la tensión contenido/método, es decir las que consiguen que los contenidos sean comprensibles e interesantes para los estudiantes. En cuanto a la problemática metodológica, retomando publicaciones anteriores (Sanjurjo 1994, 2003, 2008), recordemos que habitualmente, cuando el docente planifica sus clases, en general no duda acerca de qué incluir cuando tiene que explicitar los contenidos, la bibliografía o la evaluación. Tampoco vacila en lo que respecta a cómo denominar esos componentes en su planificación. En cambio suele interrogarse acerca de cómo denominar y qué incluir cuando se trata de explicitar el cómo. Términos tales como método, técnicas, procedimientos, estrategias, recursos, actividades del docente y/o del alumno, metodología de trabajo, indican a veces distintos enfoques acerca de este aspecto de la tarea docente, muchas otras muestran la ausencia de discusión al respecto. El concepto de método es poco frecuente en la actualidad, tanto en la bibliografía didáctica como en las propuestas curriculares. Las asociaciones que inmediatamente realizamos con el enfoque positivista han borrado casi las huellas de ese término de la agenda didáctica actual. Desde una perspectiva amplia, se entiende por método el camino a recorrer para alcanzar un objetivo, lo que permite superar un quehacer desordenado y casual. Habitualmente se lo distingue del concepto de modelo, pues éste hace referencia a una construcción racional para explicar e interpretar una realidad. En
cambio, el método es la ordenación racional de recursos, técnicas, procedimientos para alcanzar una meta. El método incluye diversas técnicas y procedimientos, adecuados al objeto a tratar. La técnica y el procedimiento, en general, hacen referencia a los pasos prácticos que se emplean en la instrumentación de un método. La principal característica del método es su universalidad; el método nunca es personal, puede ser aplicado por cualquiera. Por ello y en concordancia con lo que venimos planteando, preferimos hablar de enfoque metodológico, dando cuenta de los supuestos en los que se sientan las propuestas didácticas. Y para referirnos a éstas preferimos hacerlo a través del concepto de secuencias didácticas y de construcciones metodológicas. Si bien sería posible superar los prejuicios acumulados respecto a este polémico concepto, entendido como el modo de obrar con cierto orden y siguiendo una secuencia más o menos estable, resulta un tanto estrecho para referirnos a la organización de la tarea en el aula, cuyas características de singularidad, complejidad, simultaneidad, imprevisibilidad e inmediatez hacen necesarios altos grados de creatividad, además de un tratamiento riguroso y fundamentado. Se plantea entonces, como problemática central, cómo resolver la articulación métodocontenido si, por un lado, se trata de situaciones tan singulares e imprevisibles pero, por otro, debemos enseñar contenidos científicos que requieren de un abordaje riguroso, adecuado a las características singulares de cada disciplina y de cada contexto. Son precisamente los márgenes de imprevisibilidad de dicha tarea y la necesidad de una resolución creativa y rigurosa los que hacen necesaria una formación docente teórica sólida. La tarea de un operario que debe aplicar pasos para resolver una situación práctica es de relativa simplicidad. Las situaciones complejas, que no permiten una resolución uniforme, son las que más requieren de una actitud profesional, fundamentada, que pueda resolver cómo, cuándo y qué en cada una de las situaciones particulares. El concepto de estrategia tiene su origen en el lenguaje militar, ya que hace referencia al arte de dirigir y coordinar las acciones militares. Militarmente, una estrategia implica varias tácticas articuladas entre sí, de tal manera que produce un efecto que no es la
mera suma de las partes. Por extensión, entendemos por estrategia la coordinación de acciones para alcanzar un objetivo, un proceso regulable, el conjunto de reglas que aseguran una decisión óptima en cada momento, el diseño de pasos y procedimientos para lograr un propósito, conjunto de procesos y secuencias, medios predeterminados, decisiones orientadas a lograr un fin. Parece más pertinente, en consecuencia con los fundamentos que venimos planteando, referirnos a secuencias didácticas, entendidas como la articulación de diversas formas básicas, recursos y actividades para lograr los objetivos que perseguimos. Desde este enfoque, la estrategia es la que permite articular los diversos procesos que se van desarrollando en la clase. El concepto de actividad adquiere relevancia pedagógica con las corrientes que señalan la importancia de la participación del sujeto que aprende como condición indispensable para que el aprendizaje se produzca, sea esta actividad intelectual o motriz. Llegó a tener tanta relevancia, que el movimiento de crítica a la escuela tradicional que se conoce como escuela nueva, se autodenomina también escuela activa, ya que la actividad fue uno de sus principios básicos. Así como la escuela tradicional puso exclusivo énfasis en la actividad docente, aunque reducida a la transmisión de la lección, el movimiento escolanovista destaca la importancia de las actividades del alumno. Las actividades, tanto del docente como de los estudiantes, constituyen un componente clave en la organización de la clase. Tanto cuando las seleccionamos como cuando las secuenciamos y jerarquizamos estamos tomando decisiones acerca del modo en que nos parece más efectivo para que el contenido sea comprensible e interesante para los estudiantes. Tanto las actividades del docente como las de los estudiantes van conformando el tejido de la clase, el entramado que hace posible la transposición del contenido escolar. Al tomar decisiones acerca de lo metodológico resulta útil, también, el concepto de forma básica de enseñar que tomamos de Aebli (1988) para referirnos a modos habituales de pensar y comunicar que por su naturalidad constituyen la base de todo aprendizaje y de todo proceso de enseñanza, asistemático o planificado. Narrar, mostrar, leer, escribir, referir, ejemplificar, resolver una situación, son modos cotidianos de conectarnos con el mundo natural y social. La enseñanza de contenidos escolares no puede obviar estos
medios de adquisición y de transmisión de conocimientos. Pero es precisamente su habitualidad la que puede obturar el análisis sistemático del uso didáctico que se hace de ellos. El concepto de forma básica tiene en Aebli un anclaje en la importancia que el autor otorga a la acción como base del aprendizaje. Pero, enfatizando una idea ya trabajada, señalamos que no hay acción, no existe competencia, no podemos pensar en medios sin un contenido. No hay formas básicas de enseñanza y de aprendizaje vacías de contenido. Las formas básicas de enseñar no son estructuras vacías que pueden aplicarse a cualquier situación del mismo modo lineal y mecánico, sino medios naturales de construcción y transmisión del conocimiento que debemos analizar didácticamente y adecuar al contenido que queremos enseñar. Por eso no sólo son posibles, sino necesarias las construcciones didácticas específicas; esta convicción justifica la necesidad de Didácticas específicas. Como señala Aebli, no existe medio sin contenid o, “el didacta no puede dejar de tomar en serio la estructura objetiva de las materias de enseñanza” (1988, p.331). No hay
metodología sino Didáctica, fundada no sólo en el conocimiento de los procesos de aprendizaje y de enseñanza sino también en la estructura profunda del contenido a enseñar. Las actividades, las estrategias, las formas básicas de enseñar se pueden combinar de múltiples formas y ello dependerá, por un lado, de la habilidad y creatividad del docente y, por otro, de la comprensión que el propio docente tenga de la materia a enseñar. La rigurosidad de su trabajo dependerá del manejo que tenga del contenido, de la comprensión de los procesos de aprendizaje, de la comprensión del contexto y del uso creativo y riguroso de formas básicas tales como la explicación, el diálogo, el interrogatorio, la demostración, el ejemplo, la analogía, entre otras. Si bien las secuencias didácticas no tienen una estructura fija, estable, ni para cada disciplina ni en el uso que hace el docente de las mismas, podemos encontrar ciertas regularidades según las características del contenido a enseñar y según el uso que hace el docente de ellas. Litwin se refiere a las configuraciones didácticas “como la manera particular que despliega el docente para favorecer los procesos de construcción del
conocimiento” (1997: 13). Se trata de una construcción elaborada en la que se puede
reconocer el modo en que el docente entiende su campo disciplinar, el recorte que realiza del contenido, los supuestos básicos subyacentes a su práctica, el estilo de negociación de significados que genera, las relaciones que establece entre teoría y práctica. “La configuración didáctica, tanto en lo que respecta al dominio del contenido
como al estilo de la implementación de la práctica, constituye la expresión de la experticia del docente, a través de la propuesta que no constituye un modelo a ser trasladado a manera de esquema para la enseñanza de uno u otro contenido” (Litwin,
1993, p.82). No obstante la imposibilidad de tomar las configuraciones como modelos a reproducir, la investigación realizada sobre la temática le permite a la autora citada reconocer persistencias y recurrencias de algunas de ellas en los diversos campos disciplinares. Por otra parte, los aportes de nuevas teorías acerca del aprendizaje, que reconocen que no existe una sola forma de acceder al conocimiento, colocan nuevamente al docente en un lugar importante como mediador entre éste y los estudiantes. Desde este enfoque, un buen docente será aquel que tiene un manejo comprensivo del contenido a enseñar, pero que, además, puede abrir distintas puertas de entrada a un mismo concepto, teoría o procedimiento. En términos de Fenstermacher (1990), aquél que logra una buena enseñanza. Entendemos por buena enseñanza aquella que pone el acento en la comprensión, que intenta superar formas de conocimiento frágil, aquélla que pone énfasis tanto en los aspectos epistemológicos como en los pedagógicos, sociales y éticos de la enseñanza. La selección de contenidos, la elección de métodos y sistemas de evaluación tienen que ver tanto con nuestras posiciones epistemológicas sobre el contenido a enseñar y sobre el aprendizaje, como con nuestras preocupaciones por hacer comprensible el contenido escolar para nuestros estudiantes, por el compromiso social de brindar la posibilidad de acceso al conocimiento actualizado y significativo. “Enseñar todo a todos”, como una
utopía que retoma el mandato democratizador de la escuela.
Puede resultar también esclarecedor el concepto de arquitectura de la clase, entendida como la secuencia de actividades que desarrolla el docente, como rutinas más o menos estables, que persiguen el aprendizaje de un contenido específico y permiten percibir el esquema didáctico asumido. La arquitectura de la clase es el andamiaje que posibilita al docente asumir –con cierto margen de estabilidad – los aspectos imprevisibles de la práctica. Algo así como la apropiación de las reglas básicas de una práctica que por su cotidianeidad llevamos a cabo con cierta soltura, lo que a veces hace perder de vista la necesidad de sus anclajes teóricos. También el concepto de dispositivo permite realizar una ruptura teórica y práctica con las propuestas tecnicistas. Entendemos por dispositivos los espacios, instrumentos, mecanismos o engranajes que facilitan, favorecen o pueden ser utilizados para la concreción de un proyecto o resolución de alguna problemática. Acordamos en el sentido que lo trabajan Morin (1994), Souto (1993) y Perrenoud (2005), entendiéndolo como un artificio complejo, pensado y/o utilizado para plantear alternativas de acción. Como señala Souto, se trata de un concepto prometedor, tanto desde el punto de vista instrumental como conceptual, ya que los dispositivos son instrumentos que se crean o se aprovechan para resolver problemáticas contextuadamente, y tienen un alto grado de maleabilidad que permite adecuarlo permanentemente, lo que lo diferencia del método y la técnica. Tomamos este aporte pensando que esa maleabilidad es lo que debe caracterizar a las decisiones didácticas. Cuando nos referimos a recursos, en general hacemos referencia a las apoyaturas materiales de la enseñanza (pizarrón, películas, material de laboratorio, computadora, textos, entre otros). No obstante, a veces lo encontramos utilizado genéricamente como dispositivo. Así lo utiliza Spiegel y sus aportes son esclarecedores porque destacan la función del docente en la utilización de todo recurso. Dice el autor que todo material puede constituirse en recurso didáctico, siempre y cuando haya un docente que lo utilice porque le encuentra una ventaja diferencial , en relación a otros posibles. Es decir que considera que el uso del mismo aportará a la comprensión de los contenidos disciplinares. Un recurso didáctico, entendido como “las distintas herramientas de tr abajo que elige un docente” que aporta una “ventaja diferencial”… y “ayuda a solucionar algún
problema o limitación” (Spiegel, 2006, p.19). La categoría de recurso didáctico no puede universalizarse porque se construye desde la práctica. “El rótulo de recu rso didáctico lo
asigna –más allá de las clasificaciones formales y de las etiquetas comerciales- un docente particular para una clase específica, luego que ha evaluado críticamente y ha elegido su herramienta de trabajo entre todos los materiales o estrategias disponibles” (Spiegel, 2006, p.19). En síntesis, desde nuestra perspectiva las múltiples elecciones y articulaciones posibles hacen necesario que el docente conozca las que se le proponen desde las teorías, desde las editoriales y desde el currículum prescripto. Pero también que, conociendo el contenido a enseñar y el contexto en el que desarrollará su práctica, pueda construir nuevos recursos y articularlos creativamente. Lo que será parte de un importante margen de improvisación, pero también dependerá de la caja de herramientas teórico-prácticas que vaya armando durante su formación inicial y su desarrollo profesional. Tanto la selección de técnicas, recursos o procedimientos como la construcción de secuencias didácticas se hacen siempre en función de lo que el docente crea más conveniente para promover, facilitar, concretar el aprendizaje de un contenido escolar en una situación particular. Las decisiones didácticas tienen siempre un fundamento, provenga éste del conocimiento teórico, experiencial o tenga que ver con creencias internalizadas acríticamente. Es precisamente en la tensión método/contenido en donde el docente tiene mayor margen de autonomía y, por ende, de responsabilidad y compromiso. Los modos de resolver la organización del aula dan cuenta siempre de concepciones acerca de cómo se produce el aprendizaje, de cómo concretarlo, de cómo son los estudiantes, de la confianza que se tenga en ellos, de qué se entiende por contenido escolar y qué por enseñanza. El concepto de secuencia didáctica resulta potente para el desarrollo de las Didácticas específicas, ya que da cuenta del amplio espacio de autonomía que tiene el docente. Una secuencia didáctica es una serie ordenada de actividades que lleva a cabo el docente y que propone a los estudiantes, que persiguen la finalidad de hacer comprensible e interesante el contenido. Se trata de actividades articuladas entre sí y
adecuadas tanto a las características del contenido a enseñar como al grupo de estudiantes. Las secuencias didácticas pueden tener diversas intencionalidades: presentar el contenido, movilizar, trabajar las ideas previas, ayudar a construir y/o consolidar el contenido, ejercitar, practicar, transferir. Al organizar una secuencia didáctica se genera un dispositivo que sitúa a los alumnos ante una tarea que cumplir, un proyecto que realizar, un problema que resolver. En su elaboración, el docente atiende a una pertinente selección de contenidos, de actividades y de estrategias de enseñanza, adecuada a las posibilidades, intereses y necesidades de los alumnos. La secuencia permite que el docente rescate el valor cultural de los saberes previos con los que cuenta el alumno y lo combine con los nuevos contenidos a enseñar a partir de la potencia motivacional que éstos podrían despertarle. Este tipo de organización de la clase es situacional y abierta, y se define en gran parte no solo por el contenido a enseñar, sino de acuerdo a la formación del docente, su experiencia en consonancia con el desempeño de sus alumnos. La organización de secuencias didácticas requiere no sólo de un manejo profundo y riguroso del contenido y de los problemas de comprensión sino, sobre todo, tener en claro los objetivos que se persigan y las competencias que queremos desarrollen los estudiantes. Implica una cuidadosa selección y jerarquización tanto de los contenidos como de las actividades y recursos. Las secuencias didácticas deben tener coherencia entre sí, de tal manera que, si bien cada tema constituye un pequeño proyecto pedagógico, las distintas unidades que componen el programa estén relacionadas. No está demás aclarar que no se trata de una solución única y cerrada sino que el trabajo con secuencias didácticas puede constituirse en una herramienta que posibilite repensar nuestras propuestas de trabajo. Si bien siempre planificamos con antelación, las secuencias se van definiendo, también, en función de lo que acontece, de las respuestas de los estudiantes, de las interacciones que se producen. Por ello, se hace tan necesario que el docente cuente con los recursos formativos que le permitan tomar decisiones durante el complejo proceso de la clase. En una secuencia didáctica el docente articula diversos recursos, estrategias didácticas,
actividades, formas básicas de comunicación, de transmisión de los contenidos, los que va entrelazando a partir de una experticia conformada por conocimientos teóricos y saberes prácticos. Qué hacemos, para qué, cómo lo hacemos, qué efectos produce lo que hacemos en el aula, son interrogantes que, tal como señalamos más arriba, por cotidianos suelen escapar a un análisis más riguroso, reflexivo y fundamentado. Podríamos asociar el concepto de secuencia didáctica al de “circunloquio didáctico”, es
decir el hábito y la habilidad de decir y volver a decir lo mismo de maneras diferentes, con el fin de asegurar mayor comprensibilidad en estudiantes que, por poseer estructuras intelectuales y socio-afectivas diferentes, harán diversas interpretaciones de lo que decimos, pero que si pretendemos transmitir contenidos culturales, sociales, científicos, requieren de cierto grado de acuerdo y de negociación. Volver a decir lo mismo de maneras diferentes, elegir buenos ejemplos y contra-ejemplos, hacer preguntas esclarecedoras, con el fin de asegurar mayor comprensibilidad en nuestros estudiantes, es una de las preocupaciones habituales y cotidianas del docente. Nos detendremos, a continuación, en diversas formas básicas de enseñar , ya que en toda secuencia didáctica encontramos la presencia ineludible de varias de ellas. Tomaremos las más habituales, sin intención de agotarlas, pues las maneras creativas en que puede concretarse la transposición didáctica en el aula obturan cualquier intento de abarcarlas en su totalidad. Hemos seleccionado, siguiendo a Aebli, las que consideramos ineludibles en la enseñanza de cualquier contenido escolar. Sabemos que, en general, en el uso que hacemos de ellas en el aula, las articulamos de tal manera que resulta imposible pensarlas separadas, pues se transforman en mutuas apoyaturas a veces difíciles de diferenciar. Aquí las distinguimos haciendo un esfuerzo de abstracción, con el fin de profundizar su análisis. Aebli destaca la narración como una de las formas originales de socialización, por cuanto en toda transmisión cultural, en todo proceso de inserción de las nuevas generaciones a la sociedad, está presente, aunque se utilicen otros poderosos recursos visuales, activos, expresivos. Podemos considerarla una forma original de la conformación de las sociedades, pero también de la constitución de los sujetos. La vida humana se unifica y
adquiere significación narrando historias. Ha sido un recurso privilegiado para la formación ética y moral. No podría pensarse la enseñanza de la Historia sin narrativa. Inclusive las disciplinas científicas la incluyen como un modo habitual de transmisión de los conocimientos. Decimos que la comprensión significativa del contenido científico supone también el conocimiento y comprensión del contexto de producción del mismo. Ese conocimiento no sería posible sin narración. La narración puede cumplir un rol didáctico muy importante, pues permite comunicar y hacer revivir en la imaginación, acciones, percepciones, hechos, sentimientos, que no pueden ser experimentados por quien escucha, pero que pueden ser revividos y resignificados. La narrativa en la enseñanza merece especial atención ya que es una capacidad humana fundamental. Soñamos narrando, pensamos narrando, nos comunicamos narrando, escuchamos varias narraciones a lo largo del día, vivimos a través de narrativas. Y si bien, con la irrupción de los medios audiovisuales se consideraba que la narración iba a perder peso, los medios masivos de comunicación le dieron un nuevo impulso ya que la imagen visual por sí sola puede mostrar una parte muy sesgada de lo que queremos contar. Como señala Jackson (en McEwan y Egan, 1998, 33), hasta el más rudimentario de todos los relatos, como es la fábula, está destinado a transformar. “Las narrativas de los maestros no pretenden sólo informar a los
estudiantes sino también transformarlos ”. Todo discurso didáctico pretende influir en aspectos actitudinales y/o transformar las estructuras cognitivas de los estudiantes. Junto a la narración, la explicación constituye una forma básica y clásica de pensamiento y de transmisión. Desde los orígenes de la humanidad, el hombre ha tratado de explicarse los fenómenos que lo rodean y de comunicar sus pensamientos. Podemos asimilar la explicación a la capacidad de pensar, propia del ser humano, a la posibilidad de relacionar conceptos e ideas, conformando teorías que permiten representarse el mundo, comprenderlo y transformarlo. Si bien la explicación ha sido abordada desde muy antiguo desde el interés filosófico, las relaciones entre pensamiento y lenguaje, entre la capacidad de pensar y la necesidad de comunicar los pensamientos, la revisten de un especial interés para la Didáctica.
Si el conocimiento es un complejo proceso de construcción, en el cual se van estableciendo relaciones que permiten articular conceptos para conformar proposiciones y teorías, la explicación adquiere una relevancia especial como forma de comprender y de transmitir esas construcciones. La metáfora de la red, utilizada por las teorías constructivistas para explicar cómo procedemos cognitivamente cuando aprendemos, muestra la importancia que adquiere el establecimiento de relaciones en la comprensión significativa de nuevos aprendizajes. Si nuestras estructuras cognitivas funcionan como una red, no basta decorar nuestro pensamiento con contenidos estáticos, sino que es necesario relacionarlos. Si además consideramos el aporte de Ausubel, en el sentido que el contenido escolar, el conocimiento científico se reconstruye más por recepción y a partir de una buena ayuda pedagógica, no cabe dudas acerca de la importancia de la explicación, entendida como la ayuda pedagógica para el establecimiento de relaciones. Si nos atenemos al sentido etimológico del término, ya allí podemos encontrar algún interés para la Didáctica. Pues el término explicación designa el proceso a través del cual se desenvuelve lo que estaba envuelto, se hace presente lo que estaba latente. Explicar significa desplegar algo ante la visión intelectual de otro, desarrollar lo que permanecía oculto y confuso, con el objetivo de hacerlo claro y detallado. La explicación se vehiculiza a través de diversos soportes. Si bien podemos considerarla una forma básica, para su concreción articula otros recursos como la definición, la descripción, el ejemplo, el contraejemplo, la metáfora, la analogía. Es decir que partimos del supuesto que conviene distinguir entre las diversas formas básicas de enseñar, a los fines de profundizar su análisis, pero insistimos en que en la organización de la clase habitualmente se efectivizan tan articuladamente que no es posible separarlas en la práctica. El diálogo y el interrogatorio didáctico constituyen otras formas básicas de enseñar indispensables en toda secuencia didáctica. Entendemos por diálogo, en un sentido amplio, una conversación entre dos o más personas que alternativamente expresan sus ideas o sentimientos en busca de entendimientos mutuos. En la enseñanza ha sido un modo de transmisión privilegiada desde la antigüedad. Recordemos que los griegos
basaban la enseñanza en el diálogo dirigido por el docente, alrededor de una temática específica. Pedagógicamente, el diálogo tiene relación más con la acepción filosófica que con la literaria. El diálogo filosófico hace alusión a un modo no dogmático de pensar, a la posibilidad de abordar una problemática desde múltiples caminos, es decir que se asimila al modo de pensar dialéctico. Desde esta perspectiva el diálogo alrededor de una temática, consigo mismo o con los demás, se confunde con el proceso cognitivo y con la orientación del mismo, puede ser un método riguroso de conceptualización. A través del diálogo orientado a dilucidar una temática, llevamos a cabo rigurosos procesos de división y de generalización, de diferenciación progresiva y de síntesis integradora. Por ello, el diálogo pedagógico no es ficticio, aunque el docente sea experto en la temática a tratar, aunque sepa las respuestas de los estudiantes y los oriente en determinada dirección. Porque a través del mismo lo que se busca no es intentar que los alumnos expresen respuestas conocidas por él, sino orientar el proceso de construcción intelectual. El concepto de dialéctica surge articulado al de diálogo y se entiende
como la
posibilidad de ponerse sucesivamente en diversas posiciones contrarias, de pensar alternativamente la multiplicidad y la unidad; asociado siempre a la idea de movimiento, de pensamiento flexible, de realidad compleja. El interés pedagógico por el diálogo también se vio renovado con los aportes de Paulo Freire, quien sostiene que la relación pedagógica es esencialmente una relación dialógica. Para Freire, el diálogo es el encuentro entre los hombres mediatizados por el mundo, que les permite pronunciarlo, problematizarlo y transformarlo. El proceso de concientización se produce por un acto lógico de conocimiento que permite desvelar la realidad para comprenderla y transformarla. La educación en Freire es a la vez un acto pedagógico y un acto político y los mismos son posibles a través del diálogo. Recuperamos el diálogo como un importante instrumento tanto para concretar procesos intelectuales complejos como para generar un clima participativo y de compromiso. En la
enseñanza cumple múltiples finalidades, ya que permite encauzar el tratamiento del tema a partir de las intervenciones de los estudiantes, obtener información inmediata acerca del proceso de construcción que están llevando a cabo, para a partir de allí orientar nuestras decisiones didácticas. En el proceso de construcción de nuevos conocimientos, el diálogo cumple diversas funciones tales como descubrimiento, exploración, cuestionamiento. Requiere de parte de los actores implicados, participación, compromiso, reciprocidad. Son necesarias, además, capacidades comunicativas
como
apertura,
interés, autocrítica, respeto,
confianza, tolerancia, paciencia, actitud de escucha, deseo, capacidad de reinterpretar lo que el otro nos quiere decir, esperanza en cuanto a la posibilidad de entender y hacernos entender. El diálogo supone la capacidad de mantener en suspenso muchos puntos de vista y a la vez el interés básico en la creación de un significado común (Burbules, 1999). Así entendido, el diálogo puede ser a la vez un buen instrumento para el desarrollo del pensamiento crítico, reflexivo, complejo, como para la negociación de significados. Ambos procesos son indispensables en la transmisión y apropiación del contenido científico, función sustantiva de la escuela. El diálogo en general supone el establecimiento de lazos sociales, el diálogo pedagógico implica, además, una relación epistemológica que une al docente y a los estudiantes en el acto común de conocer y reconocer el objeto de estudio. La pregunta es una forma usual que suele adoptar el diálogo en general, el diálogo pedagógico en particular. En las formas más activas de la enseñanza se muestra el rol central que tiene la pregunta como medio de poner en funcionamiento la dialéctica entre pensamiento convergente y divergente. El método socrático y los diálogos de Platón giran alrededor de preguntas cuestionadoras. La escuela renovadora colocó a la pregunta motivadora y movilizante como una forma básica y central en la clase. En la didáctica tradicional, la pregunta cumplió sólo el rol de indagar conocimientos adquiridos por el estudiante. El conductismo reduce la pregunta al instrumento que genera y refuerza las conductas deseadas, como respuestas a estímulos externos.
A partir de los aportes del constructivismo y siguiendo la línea de la escuela nueva, la pregunta didáctica cumple diversos roles, tales como: indagar los conocimientos previos de los estudiantes, generar conflicto, promover el establecimiento de relaciones de semejanzas y diferencias, facilitar la diferenciación progresiva y la reconciliación integradora, ayudar a conectar los nuevos conocimientos con los viejos, garantizar la aplicación significativa de los nuevos aprendizajes. La pregunta es uno de los elementos más importantes del diálogo pedagógico pues modelan y configuran el mismo, fijan el temario real, generan conflicto, orientan el cambio conceptual. Si bien la pregunta informativa que sólo indaga lo que el estudiante sabe o no con la finalidad de calificar, puede cumplir una función antidialógica, la pregunta pedagógica con el objetivo de promover el pensamiento, es una invitación al diálogo, a la participación, al cuestionamiento y a la comprensión. Moviliza, por lo tanto, aspectos afectivos, sociales y cognitivos del sujeto que aprende. La pregunta dialógica suspende el juicio apresurado que suele inhibir la diversidad de respuestas. Uno de los principales desafíos de la relación dialógica es que todas las preguntas se puedan realizar sin que ello sea una amenaza para la relación misma (Burbules, 1999). Los ejemplos, metáforas y analogías constituyen también recursos indispensables para la concreción de una buena transposición didáctica. La utilización de ejemplos puede ser un necesario recurso didáctico, tanto durante el proceso de construcción y elaboración de los nuevos conocimientos, como en la aplicación de los mismos, ya que los ejemplos a cargo del estudiante pueden ser un buen indicio de comprensión, de apropiación significativa de los nuevos aprendizajes y de uso operativo del conocimiento. Una adecuada selección de ejemplos contribuye a la concreción de la transposición didáctica, pero si esa selección es inadecuada puede generar incomprensiones, simplificaciones o errores conceptuales que se transformarán en fuertes obstáculos pedagógicos. Algunas reglas relacionadas con el uso de ejemplos o casos en la clase indican que para favorecer la comprensión y la rigurosidad en el tratamiento del contenido sería importante:
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seleccionar ejemplos positivos y negativos
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variar sistemáticamente los ejemplos
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elegir contraejemplos
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idear ejemplos hipotéticos
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considerar y evaluar nuevas hipótesis y predicciones alternativas
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solicitar ejemplos a los estudiantes
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confrontar los mismos o ayudarlos a ver las propias contradicciones
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elegir ejemplos que ilustren lo más importante
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elegir los ejemplos más frecuentes
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incluir los ejemplos que se diferencian
La utilización de ejemplos y metáforas se basa en procesos analógicos. Si bien tanto las teorías que se ocupan de la producción del conocimiento científico como del conocimiento subjetivo reconocen como procesos cognitivos habituales a la inducción y a la deducción, la analogía es otro modo común de inferencia que permite comprender una totalidad compleja y desconocida a partir de otra ya conocida. Así como la inducción va del todo a las partes, la deducción de las partes al todo, la analogía procede de un todo a otro todo de distinta naturaleza, pero en los que se encuentran semejanzas. La analogía supone un proceso de establecimiento de relaciones y de creación de nuevas construcciones, imprescindibles en la ciencia y en el aprendizaje. Nuestro pensamiento cotidiano utiliza permanentemente analogías. El establecimiento de relaciones de semejanzas y diferencias es señalado por Aebli (1968,1988) como uno de los procedimientos que origina la construcción del conocimiento, más aún, se identifica con el proceso mismo de construcción. La analogía facilita esa construcción, en el sentido que supone una correspondencia no idéntica entre
dos configuraciones. Por el contrario, supone el reconocimiento de aspectos diferentes pero que se pueden relacionar desde algún punto de vista. Por eso decimos que es un proceso de uso habitual, indicador de la complejidad del pensamiento. Además, el pensamiento analógico de cuenta que no hay una sola forma de acceder a la comprensión de un nuevo conocimiento, que por lo tanto la entrada a la red conceptual puede hacerse por diversos caminos. Si los docentes trabajamos un nuevo contenido a través de diversos ejemplos, metáforas y analogías estaremos favoreciendo la comprensión por parte de los estudiantes. La metáfora supone la construcción de una analogía, ya que entendemos por tal la traslación del sentido de una palabra a otro figurado, a través de una comparación. La metáfora no es un adorno retórico del lenguaje, sino un amplificador cognitivo que permite ampliar las posibilidades de construcción y apropiación de nuevos conocimientos. El uso didáctico de metáforas posibilita concretar conocimientos abstractos, ayuda al establecimiento de relaciones entre los nuevos y viejos. La metáfora puede constituirse en un puente entre el conocimiento que se quiere enseñar y experiencias ajenas al mismo. Favorece la articulación de dominios conceptuales diferentes y facilita la comprensión de uno más abstracto, en base a otro más sencillo o estructurado. Puede entenderse como un préstamo entre pensamientos, como una transacción entre conceptos, con lo cual estamos diciendo nuevamente que no sólo el lenguaje es metafórico, sino que el pensamiento también lo es. Las apoyaturas visuales constituyen otro recurso indispensable a la hora de hacer comprensible conceptos, teorías o procedimientos complejos. El aprovechamiento de los sentidos para mejorar el aprendizaje ha sido una preocupación muy antigua. Pero retoma un fuerte impulso en el siglo XX por el auge de los medios audiovisuales. La aparición del cine primero, la televisión luego, más recientemente la computadora, unido a la globalización que provocan los medios masivos de comunicación e internet y la fuerte presencia de dichos medios en la vida cotidiana, instalaron profundos debates acerca de sus perjuicios y beneficios.
Más allá de las posiciones encontradas al respecto, es innegable la contribución de las imágenes y sonidos en la difusión de información y en la construcción de conocimientos, como así también los problemas de receptividad y pasividad que produjeron. Pero si bien podemos en parte coincidir con que “el medio es el mensaje”, en la enseñanza no es
posible pensar el recurso sin articularlo a las características del contenido a enseñar y fundamentalmente sin un enfoque epistemológico y pedagógico que lo sostenga. Ese enfoque es el que determina el uso que el docente le dé y cómo articule, en este caso, los recursos tecnológicos con las formas básicas de enseñar y con las actividades. En la base de toda discusión acerca de la articulación método-contenido hallamos siempre la antinomia pasividad-interacción. Las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TIC) requieren también de propuestas que permitan al sujeto que aprende interaccionar con el medio, que requieran de su actividad intelectual, que pongan en juego sus capacidades cognitivas. Además las TIC posibilitan recuperar las apoyaturas visuales clásicas en formatos interactivos y de gran impacto sensorial. Por ejemplo los objetos reales, las maquetas, las ilustraciones, los gráficos, mapas, audiovisuales. No por ello dejaremos de reconocer la importancia del uso del pizarrón, el que por su universalidad y relativa simplicidad se ha constituido en uno de los recursos sin el cual es impensable el aula. Cuando escribimos en un papel o en el pizarrón un título, conceptos claves, cuadros o esquemas estamos concretando visualmente las estructuras intelectuales que logramos construir y muchas veces los procesos a través de los cuales se construyeron. Desde esta perspectiva, el buen uso del pizarrón puede contribuir a que el docente cumpla su función mediadora entre la estructura conceptual de la disciplina y la estructura cognitiva de los estudiantes. Otros recursos que favorecen la comprensión, sean éstos utilizados en el pizarrón o en las carpetas de los estudiantes, son los esquemas, los que tienen un valor pedagógico indiscutible y constituyen un recurso visual que, articulados con otras formas básicas, fortalecen el proceso de diferenciación progresiva y de síntesis integradora. Entendemos por esquema la representación de una figura, procedimiento o proceso que, sin entrar en detalles, indica sus relaciones y funcionamiento. Podemos considerarlo también un plan o bosquejo, un trazado que intenta representar de manera simplificada la
disposición de algo. Desde una perspectiva amplia podríamos considerar esquemas didácticos a todos los recursos que utilizamos para sintetizar en estructuras simplificadas, para facilitar la comprensión de totalidades, relaciones y procesos, a través del impacto visual. Por lo tanto, incluimos en el concepto de esquemas a los croquis, cuadros sinópticos, mapas conceptuales, redes conceptuales, organigramas, diagramas de flujo. Merece un apartado especial pensar el uso de las TIC, ya que si bien se utilizan como soporte de las formas básicas de enseñar, tienen una lógica propia que es necesario tener en cuenta. Las transformaciones de la educación con TIC se vinculan profundamente con líneas didácticas que los docentes vienen desarrollando, con transformaciones que la escuela está llevando a cabo, como el constructivismo, el socioconstructivismo, entre otras. Carlos Marcelo (2005) señala que las TIC son agnósticas a las estrategias metodológicas. Son los docentes los que les dan sentido para crear entornos de aprendizajes que favorezcan verdaderos cambios en la enseñanza. La tentación educativa de utilizarlas del mismo modo que los recursos didácticos tradicionales es fuerte. Como plantea Dussel (2011) con las TIC ya no hay un solo eje de interacción controlado por el profesor, sino una comunicación múltiple, que exige mucha más atención y capacidad de respuesta inmediata a diversos interlocutores. En el aula, ofrecen nuevas operaciones como la posibilidad de la escritura pública, del archivo, del trabajo colaborativo, del acercamiento a forma de comunicación de los nuevos jóvenes y la formación de comunidades de aprendizaje. Sabemos que la escuela enseña contenidos disciplinares, así como aquellas técnicas, metodologías y procedimientos fundamentales para la apropiación del conocimiento. Ofrecer a todos los estudiantes estrategias y tecnologías de trabajo intelectual es una manera de contribuir a reducir las desigualdades ligadas a la herencia cultural. Como señala Burbules (2010) uno de los roles del docente es el de generar las condiciones de posibilidad para las múltiples interacciones con el saber, se trata de fomentar las buenas fuentes, cuestionar los datos malos o malas prácticas, orientar búsquedas y selecciones.
Las posibilidades de generar nuevas formas de enseñar y aprender con TIC son múltiples, pero como un primer acercamiento, las resumimos en las siguientes: 1. Enseñar con contenidos educativos digitales, lo que significaría producción de materiales pedagógicos en soportes digitales: las actividades de los alumnos, los textos de los docentes, la bibliografía y las consignas de trabajo. 2. Enseñar con entornos de publicación, aprovechando que en los últimos años la Web sufrió una transformación importante: de usuarios que la utilizaban casi exclusivamente para buscar información a una internet en la que los usuarios publican contenidos. Planifiquen la tarea de manera que todos los trabajos terminen con una publicación digital. Este tipo de tareas incrementa el proceso cognitivo, desarrolla competencias extra, construye una identidad intelectual y académica y optimiza la evaluación. Alienten que los jóvenes realicen productos audiovisuales: filmaciones, videos, presentaciones con fotos, podcasts con contenido curricular, institucional o extracurricular 3. Enseñar con redes sociales, entendiendo que éstas son un conjunto de nodos interconectados, al igual que un aula 1 a 1. Es una estructura abierta y multidireccional, con posibilidades de expandirse y sumar nuevos nodos. Si bien los jóvenes utilizan habitualmente las redes en contextos de ocio y recreación, es importante que desde la escuela se utilicen con intercambios referidos a contenidos educativos: un problema que hay que resolver, una discusión para tomar una decisión y llevar adelante un proyecto. Las redes agrupan a los alumnos de nuevos modos diferentes. 4. Enseñar con materiales multimedia, que son recursos ampliamente disponibles y fáciles de utilizar en entornos digitales y en internet: videos –películas, programas de televisión –, simulaciones, clips, galerías fotográficas pueden utilizarse como fuentes de saber en todas las disciplinas de la enseñanza. Pueden usarse en forma constante, no planificada, sostenida e intermitente y en todo tipo de secuencias didácticas. 5. Enseñar con proyectos planteando una organización diferente de los contenidos escolares. El proyecto integra necesariamente diversas disciplinas, desarrolla
capacidades de diferente tipo y nivel, competencias de expresión oral y escrita y habilidades para el trabajo colaborativo, además de entrenar para la solución de problemas. 6. Enseñar con trabajos colaborativos como actividad sostenida por un grupo de personas que realizan tareas diferentes con un objetivo común y que depende de la acción de todos ellos. Cada uno es responsable por todo el grupo y el objetivo no se logra de manera individual sino a partir de la interacción grupal. Esta forma de trabajo es habitual en internet y en grupos equipados con computadoras como el denominado modelo 1 a1. 7. Enseñar para la gestión de información lo cual exige diferentes habilidades que se ponen en juego para transformar la información en conocimiento . Gestionar la información es una competencia en entornos de aprendizaje abiertos, en contextos de incremento y dinamismo de la información. El manejo pedagógico de las TIC permite potenciar las capacidades de expresión y comprensión, a través de la investigación, la reflexión y la producción de distintos lenguajes y códigos, así como contribuye al desarrollo de habilidades y destrezas sociales mediante el trabajo en grupos, potenciando su dimensión social y cooperativa. La propuesta de trabajar con apoyaturas visuales se ve notablemente enriquecida con el uso de las TIC. Generar líneas cronológicas utilizando Cronos, mapas conceptuales en
Cmap Tools, producir o visualizar videos en you tube y utilizar redes sociales como Twitter, Facebook o redes pensadas para la educación como son Edmodo, redAlumnos y Gnoss Educa puede favorecer la comprensión de los conceptos. Una construcción metodológica que permita desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo y cooperativo tales como la planificación, la búsqueda, selección y organización de la información, combinando de forma armónica el trabajo individual con el trabajo en grupo, seguramente no es posibilidad exclusiva del aprendizaje mediado por las TIC, pero debemos reconocer que las mismas bien aprovechadas podrían contribuir notablemente a ello
.
Como ya reiteramos, no hay una única forma de resolver la organización de la clase, ya que es posible ingresar a la estructura de un tema desde diversas entradas, pues los estudiantes pueden tejer múltiples articulaciones. Destacamos, por ende, la importancia de enriquecer los recursos para concretar una buena transposición didáctica. Pero si bien la complejidad de la clase requiere un alto grado de creatividad, es posible construir secuencias didácticas pensadas y reflexionadas que permitan a la vez respetar la diversidad, singularidad e imprevisibilidad del aula, a la vez la rigurosidad del contenido y las estructuras cognitivas de los estudiantes. Un elemento que dificulta la innovación metodológica es la rutina. Por lo que Díaz Barriga (2005) insiste en la necesidad de promover formas apasionadas de aprender . Entusiasmar al alumno, hacer grata la situación de clase, estimular la curiosidad, generar oportunidades, promover entornos de aprendizaje personales y sociales son parte de lo que consideraríamos buena enseñanza. Para finalizar es importante destacar el rol del docente en la conformación de una propuesta de enseñanza debe atender a la personalidad y posibilidades del profesor; se trata de revisar las formas metodológicas en las que se experimenta más seguro y las que ideológicamente coinciden. En su propuesta de enseñanza, el docente se proyecta en su totalidad; lo importante es que sea coherente en esa proyección de sí mismo. Cuando un profesor trabaja con un contenido de su disciplina, toma decisiones sobre el mismo y le otorga un determinado énfasis o estilo a su enseñanza, aunque está sin duda condicionado por influencias externas, también refleja su propia cultura, su postura personal, su posicionamiento epistemológico y didáctico y su pensamiento político. No necesitamos
docentes
operarios
que
puedan
aplicar
fórmulas
elaboradas
universalmente. Necesitamos profesionales de la enseñanza que a partir de un sólido conocimiento del contenido a enseñar, de un saber pedagógico y del conocimiento del contexto en el que debe desarrollar su práctica, pueda construir el conocimiento didáctico de su disciplina, es decir resolver rigurosa y creativamente las situaciones de enseñanza. En esta publicación pretendemos hacer un aporte al respecto, tanto desde la Didáctica general como de las específicas.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS
● Aebli, H. (1968). Una Didáctica basada en la Psicología de Jean Piaget . Buenos Aires. Kapelusz. ● Aebli, H. (1988). Doce formas básicas de enseñar . Madrid. Narcea. ● Álvarez Méndez, J.M. (2001). Evaluar para conocer, examinar para excluir . Madrid. Morata ● Altet, M. (2005). Las competencias del maestro profesional o la importancia de saber analizar las
prácticas. En Paquay, L. y otros. La formación profesional del maestro. Estrategias y competencias. Méjico. Fondo de Cultura Económica. ● Anijovich, R y Mora, S (2010). Estrategias de enseñanza. Otra mirada al quehacer del aula.
Buenos Aires. Aique ● Ausubel, D.; Novak, J. y Hanesian, H. (2000). Psicología educativa. Madrid. Trillas. ● Bachelard, G. (1975). La formación del espíritu científico. Buenos Aires. Siglo XXI. ● Barco, S. (1973). Antididáctita o nueva didáctica. Buenos Aires. Rev. Ciencias de la Educación N°
10 ● Bloom, B. (1971) Taxonomía de los objetivos educacionales. Buenos Aires. El Ateneo, ● Bobbitt, F. (1918). The curriculum. Illinois.The University of Illinois Library. ● Bolívar , A. (1993). Conocimiento de contenido pedagógico y Didáctica Específica -En Actas del Congreso “Las didácticas específicas en la Formación del Profesorado”. Santiago de Compostela.
Tórculo ediciones. ● Bolívar , A. (2005). Conocimiento didáctico del contenido pedagógico y Didáctica Específica. En
Revista de currículum y formación del profesorado, 9,2.Extraído de: http://www.ugr.es/~recfpro/rev92ART6.pdf en fecha 16/01/14. ● Eisner , E.W. (1985). “Los objetivos educativos: ¿Ayuda o estorbo?” en Gimeno Sacristan , J. y
Pérez Gómez, A. La enseñanza: su teoría y su práctica. Madrid. AKAL ● Bombini, G (2006). Prácticas docentes y escritura: hipótesis y experiencias en torno a una relación
productiva El guión conjetural . Buenos Aires .Publicación UBA-UNLP-UNSAM. ● Bourdieu, P., Passeron, J. C. (1981). La reproducción: elementos para una teoría del sistema de
enseñanza. Barcelona. Laia.
● Bruner , J. (1980). Investigaciones sobre el desarrollo cognitivo. Madrid. Pablo del Río Editor. ● Burbules, N. (1999). El diálogo en la enseñanza. Teoría y práctica. Buenos Aires. Amorrortu. ● Burbules, N. (2010). Entrevista portal educ.ar. Extraído de http://youtu.be/VYfYmX5k6Gc en fecha
17/01/14 ● Camillioni;
Davini;
Edelstein;
Litwin;
Souto;
Barco
(1990).
Corrientes
didácticas
contemporáneas. Buenos Aires. Paidós. ● Camilloni; Celman; Litwin; Palou de Maté (2003). La evaluación de los aprendizajes en el
debate didáctico contemporáneo. Buenos Aires. Paidós, ● Chevallard, J. (1997). La transposición didáctica. Del conocimiento erudito al conocimiento
enseñado. Buenos Aires .Aique. ● Coll, C (1987). PsicologÍa y CurrÍculum. Barcelona. Paidós. ● Díaz Barriga, A. (1980). “Un enfoque metodológico para la elaboración de programas escolares”
en Revista Perfiles Educativos, No. 10 pp. 3-2.. ● Díaz Barriga, A (1988) Didáctica y curriculum: convergencias en los programas de estudio.
México, D.F. : Ediciones Nuevomar ● Díaz Barriga, A (2005). El docente y los programas escolares Lo institucional y lo didáctico.
México. Pomares ● Dussel, I (2011).VII Foro Latinoamericano de Educación: aprender y enseñar en l a cultura digital ,
Buenos Aires, Santillana. Extraído de: http://www.fundacionsantillana.com/upload/ficheros/noticias/201106/documentobsicoforo2011_1.pd f en fecha 17/01/14. ● Edelstein, Gloria. (1996). "Un capítulo pendiente: el método en el debate didáctico
contemporáneo", en Camilloni, Alicia y otros, Corrientes didácticas Contemporáneas. Buenos Aires. Paidós. ● Elliot, J. (1990). La investigación - acción en el aula. Madrid. Morata. ● Entel, A. (1985). Escuela y conocimiento. Buenos Aires. Flacso. ● Entwistle, N. (1988). La comprensión del aprendizaje en el aula. Barcelona. Paidós. ● Escudero Muñoz, J. M. (1993). La construcción problemática de los contenidos de la Formación
Docente. En Actas del Congreso “Las didácticas específicas en la Formación del Profesorado”. Santiago de Compostela. Tórculo ediciones.
● Feldman, D y Palamidessi, M (2001). Programación de la enseñanza en la universidad:
problemas y enfoques. Buenos aires .Universidad Nacional de General Sarmiento. ● Fenstermacher , G. (1990). Tres aspectos de la filosofía de la investigación sobre la enseñanza.
En Wittrock, M. La investigación en la enseñanza I. España. Paidós. ● Fernández Pérez, M. (1993). Generalidad didáctica y residuos temáticos de indeterminación- En Actas del Congreso “Las didácticas específicas en la Formación del Profesorado”. Santiago de
Compostela. Tórculo ediciones. ● Fernández Pérez, M. (1993). Generalidad didáctica y residuos temáticos de indeterminación- En
Actas del Congreso “Las didácticas específicas en la Formación del Profesorado”. Santiago de Compostela. Tórculo ediciones. ● Ferreiro, E. (1990). Proceso de alfabetización: la alfabetización en proceso. Buenos Aires. Centro
Editor de América Latina. ● Freire, P. (1.974). Concientización. Buenos Aires. Ediciones Búsqueda. ● Furlan, A. (1979). Aportaciones a la didáctica de la educación superior. México. ENEP “Iztacala”,
UNAM. ● Gagné, R. y Briggs, L (1977). La planificación de la enseñanza. México. Trillas. ● Gimeno Sacristán, J. y Pérez Gómez, A. I. (1995). Comprender y transformar la enseñanza.
Madrid. Morata. ● Gimeno Sacristán, J. (1982). La pedagogía por objetivos. La obsesión por la eficiencia. Madrid.
Morata. ● Gimeno Sacristán, J. y Pérez Gómez, A. I. (1983). La enseñanza: su teoría y su práctica.
Barcelona. Akal. ● Gimeno Sacristán, J. (1988). El curriculum: una reflexión sobre la práctica. Madrid. Morata. ● Grossman, P.L., Wilson, S.M. y Shulman, L.S. (1989). Teachers of substance: Subject matter knowledge for teaching”, en M.C. Reynolds (ed.), Knowledge base for beginning teacher. Oxford:
Pergamon Press, 23-36. Edic. cast.: Profesores de sustancia: El conocimiento de la materia para la enseñanza. Profesorado. Revista de Currículum y Formación del Profesorado, 9 (2), 2005. ● Hessen, J. (1965). Teoría del conocimiento. Buenos Aires. Losada.
● Jackson, P. (1992). Enseñanzas implícitas. Buenos Aires. Amorrortu. ● Jackson, P. (1998). La vida en las aulas. Madrid. Morata. ● Lipman, M (1998). Pensamiento complejo y educación. Madrid. Ediciones de la Torre. ● Litwin, E. (1997). Las configuraciones didácticas. Buenos Aires. Paidós. ● Marcelo, C. (1993). Cómo conocen los profesores la materia que enseñan. Algunas contribuciones
de la investigación sobre Conocimiento Didáctico del Contenido. En Actas del Congreso “Las didácticas específicas en la Formación del Profesorado”. Santiago de Compostela. Tórculo
ediciones. ● Mata, F.; Rodríguez Diéguez, J. L.; Bolívar , A. (2004). Diccionario Enciclopédico de Didáctica.
Málaga. El Aljibe. ● Mc Ewan, H. y Egan, H. (1998). La narrativa en la enseñanza, el aprendizaje y la investigación.
Buenos Aires. Amorrortu. ● Menin, O. (2003). Departamento/Área- Paper Didáctico- Facultad de Psicología- UNR. ● Moreno, M. (1987). La Pedagogía operatoria: un enfoque constructivista de la educación.
Barcelona. Laia. ● Morin, E. (1994). Epistemología de la complejidad . En Prigogine y otros. Nuevos paradigmas,
cultura y subjetividad. Buenos Aires. Paidós. ● Nickerson, Perkins y Smith. (1989). Enseñar a pensar . Barcelona. Paidós. ● Perkins, y otros (1997). Enseñar para la comprensión. Introducción a la teoría y su práctica .
Universidad de Harvard. ● Perrenoud, P. (1990). La construcción del éxito y el fracaso escolar . Madrid. Morata. ● Perrenoud, P. (2008). La evaluación de los alumnos. De la producción de la excelencia a la
regulación de los aprendizajes. Entre dos l ógicas. Buenos Aires. Colihue. ● Piaget, J. (1969). Psicología y Pedagogía. Buenos Aires. Ariel. ● Piaget, J. (1977). Seis estudios de psicología. Barcelona. Seix Barral. ● Sagol, C. (2012). “Material de lectura: Líneas de trabajo con modelos 1a1 en el aula I”, El modelo 1
a 1, Especialización docente de nivel superior en educación y TIC , Buenos Aires, Ministerio de Educación de la Nación
● Sánchez Iniesta, T. (1994). La construcción del Aprendizaje en el aula. Buenos Aires. Editorial
Magistrado del Río de la Plata. ● Salinas, D .(1994). “La planificación de la enseñanza: ¿técnica, sentido común o saber profesional?” en Angulo J. F. y Blanco, N (coord.) “Teoría y desarrollo del currículum”. Málaga.
Aljibe. ● Sanjurjo, L. (2002). La formación práctica de los docentes. Reflexión y acción en el aula. Rosario.
Homo Sapiens. ● Sanjurjo, L. Vera, M. T. (1994). El aprendizaje significativo y la enseñanza en el Nivel Secundario
y Superior. Rosario. Homo Sapiens. ● Sanjurjo, L. y Rodríguez, X. (2003). Volver a pensar la clase. Las formas básicas de enseñar.
Rosario. Homo Sapiens. ● Schön, D (1992). La formación de profesionales reflexivos. Hacia un nuevo diseño de la
enseñanza y el aprendizaje en las profesiones. Barcelona. Paidos. ● Schön, D. (1993). Teaching and Learning as a reflective Conversation. En Actas del Congreso “Las didácticas específicas en la Formación del Profesorado”. Santiago de Compostela. Tórculo
ediciones. ● Shulman, L. (1990). Paradigmas y programas de investigación en el estudio de la enseñanza: Una
perspectiva contemporánea. En Wittrock, M. La investigación sobre la enseñanza. Tomo I. Madrid. Paidós. ● Shulman, L. (1993). Renewing the Pedagogy of Teacher Educaction: The Impact of Subject-
Specific Conception of Teaching- En Actas del Congreso
“Las didácticas específicas en la
Formación del Profesorado”. Santiago de Compostela. Tórculo ediciones.
● Souto, M. (1993). Hacia una didáctica de lo grupal . Buenos Aires. Miño y Dávila. ● Spiegel, A. (2006). Planificando clases interesantes. Buenos Aires. Novedades Educativas. ● Stenhouse, L. (1984). Investigación y desarrollo del currículum. Madrid. Morata. ● Stone Wiske, M. (compiladora) (1999). La enseñanza para la comprensión. Buenos Aires. Paidós. ● Taba, H. (1976) Elaboración del currículo. Buenos Aires. Troquel. ● Trillo Alonso, F; Sanjurjo, L. (2008). Didáctica para profesores de a pie. Rosario. Homo Sapiens. ● Torres Santomé, J ( 1991) El curriculum oculto.Madrid.Morata
● Tyler , R. (1970). Principios básicos del currículo. Buenos Aires. Troquel. (Citado en todo el texto
por el año de su publicación en inglés 1949). ● Vygotsky, L. (1973). Pensamiento y lenguaje. Buenos Aires. La Pléyade. ● Vygotsky, L. (1988). El desarrollo de los procesos psicológicos superiores. Barcelona. Grijalbo.
SEGUNDA PARTE LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES EN LA ESCUELA SECUNDARIA: FUNDAMENTOS Y DESAFÍOS
Capítulo I La enseñanza de las Ciencias Naturales: desde una didáctica intuitiva a una didáctica fundamentada La enseñanza de las Ciencias Naturales ha estado asentada, durante un largo tiempo, en algunos supuestos de base, algunas veces asumidos en forma implícita y otras declarados a viva voz por quienes se dedicaban a esta tarea en las aulas o tenían responsabilidades de decisión en ámbitos educativos. El modelo de enseñanza adoptado se podría definir como espontáneo o de sentido común y, según sintetizan Calatayud, Gil y Gimeno (1992), sus ideas centrales son las siguientes: -
Enseñar es una tarea sencilla, no requiere una especial preparación sino sentido común y alguna experiencia.
-
Para enseñar es suficiente con tener un adecuado conocimiento de la materia o asignatura (a veces ni siquiera en el sentido amplio de conocer en profundidad la disciplina).
-
El proceso de enseñanza-aprendizaje se reduce a una simple transmisión de conocimientos por parte de quien enseña y la recepción de los mismos por quien aprende.
-
El fracaso en el aprendizaje de algunos estudiantes se debe a sus propias deficiencias, tales como falta de interés, falta de capacidad, falta de nivel o estudio insuficiente.
Sobre esta base se fue consolidando un modelo tradicional de enseñanza de las Ciencias Naturales, enmarcado en una concepción positivista. Tal modelo considera que los conocimientos científicos revisten el carácter de verdaderos, consolidados y de alta especialización. De esta manera, los contenidos de Ciencias Naturales que se enseñan son incuestionables. En este modelo se valora significativamente que el docente sea un especialista en la disciplina que enseña aun cuando no posea o sea escasa su formación pedagógica. Se considera que, por su propio aprendizaje de la disciplina, el profesor ha internalizado
tanto dichos conocimientos como su lógica y procedimientos. Por lo tanto, dispone de ellos para transmitirlo a los estudiantes en un aula a través de una clase expositiva, en lo posible incorporando algún experimento demostrativo ya sea para motivar o para validar las ideas presentadas. Si los estudiantes disponen de habilidades y capacidades adecuadas y se interesan en el contenido, entonces pueden captarlos y memorizarlos a fin de activarlos, aplicarlos y transmitirlos cuando sea necesario. Las actividades de enseñanza se organizan, en este modelo, otorgando especial importancia a la secuencia: observación – hipótesis – experimentación – descubrimiento de leyes, demarcada como metodología científica desde el positivismo lógico. Este modelo presupone la función de selección social de la enseñanza de las Ciencias Naturales entre quienes son aptos para aprenderlas, capaces para acceder a estudios superiores relacionados con ellas y, posteriormente, involucrarse profesionalmente, y quienes carecen de estas posibilidades. El aula se transforma en un espacio que selecciona, condiciona e influye sobre las perspectivas futuras del estudiante. Asimismo, esto contribuye a conformar el clima del aula, las relaciones entre el docente y sus estudiantes, la forma y modo de participación prevista para cada uno de ellos según sus capacidades. Si bien este modelo se ha evidenciado con mayor intensidad en la educación superior, no es exclusiva de ella ya que también se lo ha utilizado en la educación secundaria y aun suele observarse en algunas aulas (a veces disimulado con algunas prácticas más novedosas). Esta persistencia es debida a que las propias experiencias de los profesores en el aprendizaje de las Ciencias Naturales durante sus estudios secundarios y superiores y las valoraciones personales de las estrategias y recursos que sus docentes aplicaban en la enseñanza actúan como referencias para formatear sus prácticas en el aula. No siempre las orientaciones pedagógicas recibidas en su formación docente se concretan en acciones que superen un abordaje basado en la transmisión de conceptos, la resolución de problemas centrada en el cálculo o el experimento como recurso para verificar leyes.
También se suelen observar con frecuencia en las aulas propuestas de enseñanza que responden al “ensayo y error” o que son “recetas didácticas” sugeridas por otros
docentes o bien tomadas de los libros de texto. Las posteriores reflexiones sobre los aciertos y fracasos observados al aplicarlas suelen hacerse sin demasiadas referencias a marcos teóricos que le den fundamento. Esto da cuenta de lo que Marín (1997)denomina una didáctica intuitiva con orientaciones basadas en las ideas previas o concepciones docentes espontáneas (Gustafson y Rowel, 1995;Hasweh 1996;Lederman, 1999; Mellado, 1996; Peme-Aranega, 2001;Peme Aranega y Baquero, 2001a,b; Porlán, 1994; Porlán y Rivero, 1998), con métodos de enseñanza que se reiteran y que, a menudo, se extienden de un campo de conocimientos a otro, sin analizar ni discutir su validez. En la última mitad del siglo XX la enseñanza de las Ciencias Naturales empieza a verse influenciada, para su mejora, por orientaciones provenientes de las propias disciplinas científicas del área, de las Ciencias de la Educación, de la Historia y Epistemología de las Ciencias, de la Psicología Cognitiva, de la Sociología y, más recientemente, de la Lingüística. El campo fue objeto de múltiples investigaciones desde diversas perspectivas a nivel mundial y, en nuestro país, desde la década de 1980. Los resultados fueron mostrando las exigencias propias, y no triviales, que acompaña la enseñanza de las Ciencias Naturales en los distintos niveles educativos y a las que debe dar respuesta un docente en el aula. Para ello se hace imprescindible una formación específica no solo en términos de metodologías, estrategias y recursos, sino en un dominio más amplio: el que hoy se conoce como Didáctica de las Ciencias Naturales. Pero, como se ha expuesto en la Primera Parte de este libro, es un área en vías de consolidación. En este sentido, requiere clarificar y, sobre todo fundamentar, los aspectos esenciales que le otorgan identidad. Si bien está claro su objeto de estudio, el cuerpo de conocimientos que hoy se dispone no goza aun de suficiente coherencia y consenso en la comunidad de especialistas en el área. Esto hace que la Didáctica de las Ciencias Naturales sea un campo interesante y fructífero para indagar y donde las miradas conjuntas de investigadores y docentes se hacen necesarias para que propuestas didácticas
fundamentadas y analizadas en los propios contextos de aplicación, estrechen las distancias entre aquello que se enseña y lo que se aprende.
Acerca de contextos de cambio en la enseñanza de las Ciencias Naturales La puesta en órbita del Sputnik, el primer satélite artificial en torno a la Tierra, por la URSS en 1957 puso en crisis el sistema educativo de los EEUU y, como consecuencia, el de otros países occidentales. Este éxito soviético llevó a la National Science Foundation (NSF)a analizarlas debilidades formativas del modelo tradicional de enseñanza de las Ciencias Naturales, en particular de la Física, que se venía evidenciando desde comienzos de la década de 1950 ante la falta de interés de los estudiantes por la Matemática, la Física, la Química y la Biología, así como el escaso conocimiento relacionado con estas disciplinas al terminar su formación secundaria. Se observaba, además, la falta de motivación para orientarse a estudios superiores vinculados con estas disciplinas y su escasa preparación para abordar y resolver problemas concretos dando cuenta de sus conocimientos. Un grupo de profesores y científicos universitarios junto a docentes de escuela secundaria conformaron el denominado Physical Science Study Committee (PSSC) en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) para revisar y reorientar la enseñanza de la Física en la escuela secundaria y en el nivel introductorio a la universidad. Esta comisión llegó a integrar 282 personas incluyendo, además, psicólogos, historiadores, escritores, fotógrafos, técnicos en imagen. Ellos se abocaron a la selección de contenidos y a la producción de materiales (libros de texto, actividades experimentales, videos). La propuesta incluyó la incorporación de la Historia de la Física en la enseñanza de esta disciplina en la escuela secundaria. S u carácter fue básicamente “pre vocacional” y “pre -especializador” como señala Fe rnández Uría (1979).En simultáneo,
también emergieron y se desarrollaron otras propuestas como College Introductory Physical Science (IPS) y el Harvard Project Physics (HPP) .
Otras áreas de las Ciencias Naturales también iniciaron sus procesos de revisión de la formación en la escuela secundaria. Hacia 1959 científicos y profesores se integraron en diferentes proyectos en los EEUU: el denominado Chemical Bond Approach (CBA), el Chemical Educational Materials Study (CHEM) y Biological Sciences Curriculum Study (BSCS), con producciones destinadas a estudiantes y profesores. En 1961 en Gran Bretaña se desarrolló el Nuffield Science Teaching Project, con reorientaciones para la enseñanza de la Física, la Química y la Biología a niños y adolescentes entre 5 y 18 años. En los primeros niveles de la escolaridad (niños hasta 13 años) las orientaciones articulaban estas disciplinas como el “Proyecto de Ciencia Combinada”, para luego vincularlas, como el “Curso Integrado” destinado a adolescentes
entre 13 y 16 años. En el tramo posterior, el diseño curricular preveía el tratamiento de cada ciencia por separado. Adúriz-Bravo (1999/2000) identifica este período, en su interpretación del proceso de conformación de la Didáctica de las Ciencias Naturales, como la etapa tecnológica o de producción de estudios dirigidos a la reforma curricular . Según este autor se abandona, así, una etapa previa adisciplinar en la cual solo se registran trabajos aislados “ de una serie de estudiosos de distintas disciplinas que coinciden en su preocupación por la problemática de la educación científica” (p.63). Este período se caracteriza por centrarse en diseños curriculares con responsabilidad nacional, orientando la educación hacia el futuro y el cambio. Peme-Aranega(1997) señala como características del modelo de innovación educativa que acompañó la elaboración, el desarrollo y la implementación de tales diseños curriculares: -
un modelo “central -periférico” (Becher, 1980 , cit en Peme-Aranega, 1997) o de “investigación -desarrollo, 1-D” (Gimeno S acristán, 1983), con cambios propuestos
por equipos centrales de expertos (especialmente científicos en Ciencias Naturales) que orientan su implementación y el desarrollo profesional de los docentes; -
una visión de ciencia interpretativa, teórica y experimental de acuerdo con el paradigma empírico-analítico o positivista de la época;
-
la adopción para el diseño, de la estructura conceptual y metodológica de las disciplinas científicas. Así, para la selección y organización de los contenidos se tomaron como base las ideas – eje fundamentales de las disciplinas;
-
una secuenciación jerárquica de contenidos de acuerdo con una estructura lógica de niveles de complejidad creciente;
-
la definición de objetivos definidos en término de competencias intelectuales, de acuerdo con una concepción conductista del aprendizaje, con énfasis en las habilidades, destrezas y procedimientos científicos como cadenas de conductas observables;
-
la selección y organización de las actividades basadas en los procesos de las ciencias: el método científico, los procedimientos y las técnicas experimentales;
-
la incorporación del trabajo experimental como recurso de redescubrimiento;
-
una estrategia de implementación del diseño y de los materiales elaborados por los expertos (libros, equipos, dispositivos experimentales, recursos didácticos, etc.), con las guías correspondientes, por etapas: una inicial, desarrollada en “escuelas piloto” durante varios años para evaluar, ajustar y mejorar la propuesta, y una posterior, de aplicación masiva en el sistema educativo;
-
la concepción del docente como un técnico-ejecutor de los proyectos elaborados por los expertos. (Cabe destacar que en Gran Bretaña se puso énfasis en la formación permanente del profesor ante las dificultades detectadas durante la implementación.)
Con posterioridad otros países occidentales adoptaron y adaptaron algunos de estos proyectos a sus contextos. El Manual de la Unesco para la Enseñanza de las Ciencias (1969)reflejó y difundió los nuevos enfoques de la enseñanza para la escuela primaria y los primeros años de la educación secundaria en numerosos países, entre ellos los latinoamericanos. Estos fueron materiales básicos para introducir la mirada hacia nuevas problemáticas educativas y revisar la enseñanza de las Ciencias Naturales en las décadas de 1960 y 1970.
Hacia fines de la década del 70 empezaron a cuestionarse estos proyectos desde la Filosofía y la Sociología de las Ciencias (Feyerabend, 1981; Kuhn, 1986; Lakatos, 1983;Toulmin, 1977). Hodson (1988) sintetiza las objeciones en los siguientes aspectos básicos: -
la concepción empírico-inductivista de la metodología científica con la omisión de fases creativas del quehacer científico como la elaboración de hipótesis y conjeturas y el diseño personal del experimento;
-
la concepción de la ciencia como un conjunto de verdades absolutas y neutras;
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la concepción del científico como persona objetiva y poseedora de una metodología infalible;
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la credibilidad en el “modelo de aprendizaje por descubrimiento”.
También fueron cuestionados los fundamentos psicológicos de estos proyectos ya que en ellos el énfasis estuvo puesto en el aprendizaje de habilidades, destrezas y procesos desarrollados en términos de conductas observables (Gagné, 1965;Skinner, 1974). Los estudios basados en la psicología evolutiva de Piaget (1973, 1977)y otros enfocados desde nuevas perspectivas cognitivas ( Ausubel, 1976;Gagné, 1992) reorientaron los modelos de enseñanza hacia otros que atienden específicamente a la manera en que el aprendiz construye su conocimiento (Caamaño Ros, 1988). Las tesis doctorales de Driver (1973) y de Viennot (1979) dan evidencias de que la mente del sujeto que aprende dispone de conceptos e ideas sobre el movimiento de los cuerpos que ha ido construyendo, a partir de sus experiencias en el mundo, en forma espontánea, asistemática, para interpretar y explicar hechos, inferir comportamiento se, incluso, predecir sucesos. Tales ideas, en la mayoría de los casos, no coinciden con las concepciones científicas, sino que evidencian modos diferentes de interpretar los hechos.
Si bien estos trabajos iniciales se centraron sobre algunos conceptos de la Mecánica, el interés que despertaron generó una línea de investigación 1 que se desarrolló con gran intensidad y profusión de resultados en la década del 80 ( Pfundt y Duit, 2000). Prácticamente no quedó área de las Ciencias Naturales sobre la cual no se haya indagado a nivel mundial las concepciones previas de niños, jóvenes y adultos, tanto escolarizados como no escolarizados. Inicialmente se hizo referencia a ellos como concepciones erróneas o ‘misconceptions’ , en el sentido de no coincidir con las científicas supuestas verdaderas o bien diferir significativamente con ellas. Sin embargo, la Historia de la Ciencia ofrece ricos ejemplos de ideas que en un momento fueron concepciones supuestas válidas para la ciencia de la época pero que, a la luz de otras evidencias e interpretaciones, debieron ser abandonadas y sustituidas por otras con mayor valor explicativo (un ejemplo de ello es la noción de calórico). El nombre de concepciones alternativas, adoptada posteriormente, no adscribe a una posición descalificante sino que connota el sentido de ser otra “mirada” interpretativa de los fenómenos naturales. Algunas concepciones alternativas
son organizadas por una persona en forma intuitiva a partir de su experiencia en el mundo con los objetos, los seres vivos, los comportamientos y las manifestaciones; otras proceden de las creencias y formas de pensar del propio medio social en el que se desenvuelve. Inclusive las propias experiencias escolares pueden ser generadoras de concepciones alternativas ante planteos conceptuales o didácticos no apropiados que haya realizado el docente. Como una consecuencia de ello, en los últimos 25 años se desarrollaron estudios desde diversas perspectivas relacionados con la constitución del conocimiento científico en quien aprende. No solo interesaba reconocer las concepciones previas o alternativas que disponen los estudiantes relacionados con los fenómenos naturales sino que además que interesaba organizar estrategias fundamentadas para operar sobre ellas en las actividades de enseñanza de las Ciencias Naturales. Con tales indagaciones se buscaba dar respuestas a cuestiones tales como: ¿Cómo es la interacción entre el conocimiento 1
Esta línea de investigación se conoce como “Concepciones previas, preconceptos, concepciones erróneas o ‘misconceptions’, concepciones alternativas”.
previo del estudiante y el nuevo conocimiento aparentemente incompatible que se pretende enseñar?; ¿por qué persiste el conocimiento previo?; ¿a través de qué proceso(s) las personas cambian sus concepciones alternativas por concepciones aceptadas en el contexto científico? (Moreira y Greca, 2003). En génesis de la Didáctica de las Ciencias Naturales, Adúriz-Bravo (1999/2000) denomina a la década del 70 e inicios de la del 80 como una etapa protodisciplinar en la que empiezan a perfilarse bases teóricas (siendo las más representativas la ausubeliana y la piagetiana) a las que adscriben principalmente profesores universitarios del área de las Ciencias Naturales. Se inician así los primeros grupos de investigadores que generan sus propios espacios de encuentro para el intercambio y la discusión de sus trabajos, buscan delinear marcos teóricos específicos, dando inicio a la conformación de una comunidad que busca su identidad propia. Entre ellos se encuentran quienes fortalecen con sus tesis doctorales a delinear la emergencia de la Didáctica de las Ciencias Naturales como disciplina. Esta etapa como disciplina emergente (según Adúriz-Bravo op. cit.) se caracteriza por el consenso hacia el constructivismo como perspectiva didáctica. Los resultados de las investigaciones realizadas permitieron disponer de un progresivo cuerpo teórico-práctico acerca de la problemática de la enseñanza de las Ciencias Naturales para ser aprendidas en el acto educativo formal. Este cuerpo teórico es emergente del fructífero debate que se fue dando entre biólogos, físicos, químicos, astrónomos, geólogos, cientistas de la educación, sociólogos, psicólogos, epistemólogos y profesores de ciencias. Tal debate que introdujo nuevas perspectivas en la enseñanza y el aprendizaje de las Ciencias Naturales. Puede afirmarse, entonces, que el cuerpo de conocimientos que fue conformando la Didáctica de las Ciencias Naturales procede de variadas disciplinas (Peme-Aranega, 1997), al abordar problemas específicos y centrarse sobre diferentes objetos de estudio: el curriculum escolar, el aprendizaje de determinados contenidos disciplinares, los recursos didácticos, la resolución de problemas, las actividades experimentales, el discurso en el aula, las concepciones del profesor, las concepciones de los estudiantes, para mencionar algunos. Davini (1997) sostiene que esta diversidad de campos de conocimiento muestra que la enseñanza es
un objeto complejo y, en consecuencia, la formación del profesor se ve influida por múltiples dimensiones problemáticas más allá de la disciplina específica a enseñar. Marín (1997) señala que, en forma gradual, las prácticas de enseñanza basadas en una didáctica intuitiva se fueron modificando hacia una didáctica fundamentada desde diversos marcos teóricos que aportan criterios para adecuar las acciones docentes a las peculiaridades del estudiante, del aula y de su contexto en general. Sin embargo, corresponde destacar que esta didáctica fundamentada de las Ciencias Naturales está aún en consolidación, con un amplio y fructífero estado de desarrollo actual.
La Didáctica de las Ciencias Naturales como campo en consolidación La Didáctica de las Ciencias Naturales tiene como objeto de estudio las cuestiones asociadas con: la enseñanza de contenidos de Física, Química, Biología, Astronomía y Geología en los diferentes niveles de escolaridad, la organización del curriculum, los procesos involucrados en su aprendizaje y las relaciones que vinculan a los dos anteriores en los contextos específicos en que se desarrollan. Si bien tiene objeto de enseñanza los conocimientos (conceptos, teorías, metodologías, procedimientos y lenguajes) propios de cada disciplina, consensuados en el seno de una comunidad científica específica, la Didáctica de las Ciencias Naturales integra marcos teóricos de otras disciplinas (Psicología, Pedagogía, Sociología, Lingüística, Epistemología e Historia de las Ciencias, entre otras) a fin de aproximar respuestas a preguntas tales como: ¿qué contenidos científicos deben enseñarse en el curso de la escolaridad?, ¿cómo seleccionarlos para un aprendizaje gradual?,¿cómo diseñar un curriculum para la enseñanza de las Ciencias Naturales?, ¿cómo organizar las actividades en el aula y qué recursos utilizar para posibilitar el aprendizaje?, ¿de qué manera operar para la enseñanza de las disciplinas del área en ambientes de aprendizaje diferentes y atender a la diversidad de capacidades de los estudiantes?, ¿por qué se observan aprendizajes diferentes ante un mismo acto de enseñanza?
Según Aranega (1989)la constitución de un didáctica específica requiere establecer una relación de conocimientos o modelos didácticos entre tres elementos fundamentales: el sujeto S (cuyas características son estudiadas por la Psicología), el objeto de conocimiento O (precisado por los contenidos de las diferentes disciplinas científicas) y las formas de dar lectura e interpretar (que implica un lento proceso de cambio de puntos de vista y de esquemas espontáneos del sujeto y de la admisión de nuevas construcciones cognoscitivas).
O (objeto de conocimiento)
S (sujeto)
I (interpretaciones) Figura 1. Elementos involucrados en la relación de conocimientos de los modelos didácticos
Los diferentes modelos didácticos para la enseñanza de las Ciencias Naturales pueden ser interpretados desde dos perspectivas teóricas diferentes según el énfasis y la prioridad asignada a cada elemento del par sujeto – objeto de conocimiento (Fig. 1).Desde el punto de vista didáctico, es importante conocer los aportes de las principales perspectivas para una fundamentación del área. En este capítulo se focalizará sobre aquellos que se centran en el objeto de conocimiento.
La enseñanza de las Ciencias Naturales desde una perspectiva centrada en el objeto de conocimiento Este enfoque atiende básicamente a la construcción cognitiva de la Ciencia, esto es, la conformación histórica del conocimiento científico y la reflexión fundamentada de ese proceso. De hecho la Historia y la Epistemología de las Ciencias se constituyen en los referentes básicos para la organización de los modelos de enseñanza.
Los modelos derivados consideran que el estudiante logrará un mejor aprendizaje de las Ciencias Naturales si se las enseña teniendo en cuenta la manera en que se ha construido y se construye el conocimiento científico. Estos modelos se basan en la analogía del estudiante como un científico ya que consideran que el aprendizaje, en tanto organización cognitivas y asignación de significados para apropiarse del contenido que se enseña, se favorece cuando las estrategias de enseñanza responden al modo en que se desarrollan las actividades científicas y la construcción del conocimiento que deviene de ellas (Marín, 2003). En consecuencia, aquellos procedimientos que han mostrado ser eficaces en la producción del conocimiento en las Ciencias Naturales deberían ser llevados al aula para reproducirlos adecuadamente a fin de favorecer la construcción efectiva de las ideas en quienes aprenden. Estos modelos requieren que el docente comprenda la complejidad de la dinámica de la construcción del conocimiento de la ciencia a enseñar atendiendo al contexto de producción, las fases involucradas, los procedimientos implicados en la actividad científica, las características intrínsecas del conocimiento emergente y su lenguaje. En relación con el contexto de producción, es importante que el docente reconozca que el conocimiento científico emerge, en forma directa o indirecta, de problemas planteados en un momento y en una época, atendiendo a fines y valores predominantes. Esto define un escenario de complejas relaciones entre la ciencia, la tecnología y la sociedad que le quita neutralidad al conocimiento y le demanda al científico compromiso y responsabilidad para que el conocimiento contribuya a encarar y resolver cuestiones económicas y sociales. Además, la producción involucra a parte de la comunidad científica ya que los problemas se abordan y se discuten, en general, desde diferentes posturas y, luego, se confrontan interpersonalmente. Esto introduce aportes colectivos en la producción de las teorías y en la necesidad de acordar un lenguaje común, monosémico y simbólico, que permita la intercomunicación de ideas (Holton, 1972). En relación con las fases involucradas y los procedimientos, Marín (2003) menciona aquellas que se identifican en la construcción del conocimiento científico:
una fase previa en la que se diseña y planifica la investigación atendiendo al o los
-
problemas a abordar; se organiza sobre la base de un profundo conocimiento disciplinar, tanto en contenidos conceptuales como en procedimientos específicos, que le permite orientar respuestas tentativas. En el diseño y la planificación se pone en juego la estructura hipotético-deductiva del pensamiento del científico (Bunge, 1981; Klimovsky, 1994); una fase de descubrimiento en la que el científico inicia su trabajo, pero si encuentra
-
dificultades, intenta superarlas buscando y ensayando caminos alternativos; idea nuevos procedimientos, si resulta exitoso valida los resultados y avanza y, si falla, rectifica, cambia variables, realiza ajustes. Si bien su conocimiento previo lo orienta, a menudo la búsqueda se le dificulta y sus procedimientos ante las nuevas situaciones muestran actuaciones muy semejantes a las de un novato ya que transita un espacio desconocido al estar en los límites del conocimiento de la disciplina; una fase de comunicación a través de la elaboración de un informe, la organización de
-
una ponencia a exponer en un congreso o la redacción de un artículo para una publicación en una revista especializada. En estos casos se comunica, con un lenguaje específico, el problema indagado, los métodos y materiales empleados, los resultados alcanzados que interpreta teóricamente y fundamenta con un argumento racional y coherente. Quedan excluidos en esas comunicaciones, las dudas, los sentimientos emergentes ante las dificultades en esos momentos en que no hay avances, los conflictos cognitivos, las pérdidas de linealidad en la construcción del conocimiento. Muchas veces esto solo se comunica con los compañeros más cercanos del grupo de trabajo con quienes se permite compartir la aridez de la fase anterior, en una actitud muy semejante a las que se da entre los estudiantes ante la dificultad para resolver un problema o para interpretar resultados de un experimento; - una fase de regulación social donde se difunden y se incorporan los aportes individuales, consensuados en una comunidad de expertos, al cuerpo de una teoría asimilando lo nuevo e integrándolo. En este proceso se reestructura y reconstruye la teoría original enriqueciéndola en un proceso colectivo (Lakatos, 1983);
- una fase de justificación donde se ponen de manifiesto las posturas epistemológicas que subyace en las interpretaciones y explicaciones de un marco teórico dado al que adscriben grupos dentro de una comunidad. En relación con las características intrínsecas del conocimiento científico y su lenguaje, puede decirse que la modelización se constituye en un rasgo específico en la producción del conocimiento científico. A través de ella se representa el objeto de conocimiento conservando los atributos que se suponen relevantes. Con un enfoque hipotéticodeductivo se organizan interpretaciones y explicaciones, e inclusive se avanza en las predicciones. Sin embargo, se busca confrontar las construcciones teóricas con los datos empíricos a fin de fortalecer, limitar o revisar las con strucciones teóricas formuladas. Desde la perspectiva centrada en el objeto de conocimiento, se desarrollaron modelos didácticos que marcaron tendencias en la enseñanza de las Ciencias Naturales. A continuación, se explicitan los más significativos.
El modelo de Enseñanza por Descubrimiento o Ciencia como Proceso
Este modelo caracterizó las propuestas didácticas de la década de 1960 y, de acuerdo con lo señalado anteriormente corresponde a la denominada etapa tecnológica en la génesis de la Didáctica de las Ciencias Naturales. Se hará una breve referencia a ella a fin de posicionar posteriores comparaciones. La idea central de este modelo es que la mejor manera para que los estudiantes aprendan ciencia es haciendo ciencia. Ello requiere que ellos se enfrenten a los problemas más importantes que debieron abordar los científicos, que sigan sus pasos para llegar a sus mismas conclusiones y así acceder a los conocimientos relevantes de la disciplina. En este modelo se concibe al estudiante como un sujeto que puede aprender y actuar en múltiples contextos como un “pequeño” científico. Subyace la idea de que él posee
capacidades cognitivas semejantes a las de los científicos de modo que a través de un descubrimiento más o menos personal (autónomo o dirigido) puede acceder a las mismas ideas. Las formas de pensar y de organizar estrategias para resolver situaciones serían compatibles entre el estudiante y un científico, de modo que el aprendizaje de las ciencias es un proceso natural del desarrollo de la mente: solo se requiere ofrecer instancias adecuadas y múltiples para que el estudiante se cuestione, actúe y procese sus ideas para elaborar respuestas. El modelo de aprendizaje subyacente concibe al estudiante como un sujeto intuitivo, capaz de elaborar conocimiento en forma individual y con cierta autonomía, ya que dispone de una lógica que se asemeja a la que guía el pensamiento del científico. En consecuencia, la enseñanza debe basarse en experimentos que les permitan a los estudiantes investigar y descubrir los mismos principios y relaciones que oportunamente encontraron los científicos. Para ello es necesario que apliquen en forma rigurosa y sistemática las mismas etapas y procedimientos seguidos por los científicos, de allí que “el”23 método científico, concebido con un formato único y lineal, define la secuencia para
el desarrollo de las actividades en el aula o en el laboratorio. Hill y Stollberg (1969), profesores de Física en escuelas secundarias de EEUU y especialista en la formación de docentes en la disciplina, difunden en Latinoamérica un libro de texto destinado a los estudiantes con un anexo de Laboratorio. La propuesta de actividades están organizadas en tres tipos de trabajos: de descubrimiento, de aplicación de principios y de pericia en el manejo de herramientas e instrumentos de laboratorio. La primera de ellas: “Cómo aprende un científico”, define con claridad el perfil del enfoque
como se desprende de las siguientes transcripciones: “Los científicos aprenden acerca del mundo que los rodea por medio de
observaciones cuidadosas que, a menudo, incluyen mediciones, de las que obtienen conclusiones…” (p.Lxv)
3
Las comillas resaltan el hecho de ser concebido como método único, lineal y con etapas sec uenciales bien definidas.
“…El propósito de esta investigación es enseñar la forma en que aprende un científico” (p.L 1)
Luego de indicar el dispositivo experimental a utilizar, señalan el procedimiento: “A menudo el científico empieza con una pregunta. En esta investigación la
pregunta es: ¿cómo se mueven las cosas? Si Ud. fuera un científico experimentado, con esta pregunta le sería suficiente para empezar una investigación; pero como no lo es, habrá que indicarle algunos de los posibles pasos de la investigación. Existen muchos modos de enfocar un problema científico y no hay dos científicos que lo hagan exactamente de la misma forma. Ud. podrá empezar el estudio del movimiento reuniendo todos los hechos que pueda con relación a los cuerpos en movimiento, y después tratar de organizarlos para que tenga sentido. En cierto modo, esto ha venido haciendo durante toda su vida; así que ya sabe bastante sobre el movimiento. Por lo tanto, ya está en posición de utilizar lo que conoce para hacer una conjetura con respecto a la pregunta: ¿Cómo se mueven las cosas? Esta conjetura se llama una ‘hipótesis’, que podría ser:
Hipótesis: los cuerpos se mueven cuando se les empuja o tira de ellos. Tal vez sea cierta esta hipótesis, o quizás no, para decirlo se deberá demostrarla.” (pp.L 1-2).
Tras indicar en el Paso 1 la actividad a realizar y el material a emplear, los autores orientan la observación con dos preguntas: “ ¿se mueve el bloque solo cuando lo toca su mano o continúa moviéndose
después de haberla quitado? ¿Qué le sucede a la rapidez del bloque al dejar de empujarlo? Como resultado de esta investigación, probablemente es necesario revisar la hipótesis, sustituyéndola por esta:
Hipótesis revisada: los cuerpos se mueven cuando se les empuja o se tira de ellos y disminuye su rapidez cuando se quita la fuerza.” (p.L 2)
El libro continúa en los tres Pasos siguientes con nuevas actividades donde se avanza, con otros materiales, nuevas preguntas, registro de datos de distancias recorridas por un carrito en distintas condiciones para poner de manifiesto que la fuerza de rozamiento es la causante de la pérdida de rapidez. Cada uno de los pasos está dirigido y las preguntas tienen una inmediata respuesta en el texto a fin de organizar los conceptos científicos con coherencia y precisión. Como se desprende en lo presentado como ejemplo, en este enfoque las Ciencias se las concibe como un proceso, como una manera de indagar acerca de los diferentes fenómenos naturales, de obtener información de los mismos y de descubrir relaciones como productos. Desde la perspectiva del quehacer científico, el curriculum se organiza en torno a las preguntas más que desde el conocimiento que deviene de las respuestas. Esto guarda semejanza con la forma de actuar de un científico donde una pregunta inicial actúa como disparador de su investigación. Desde el punto de vista didáctico, en este modelo “ el” método científico se constituye también en método de enseñanza, como
eje vertebrador de la misma, ya que interesa organizar escenarios para que el estudiante descubra comportamientos de manera autónoma, o bien, orientado por el docente o mediante una guía de trabajo específicamente diseñada. La Historia de las Ciencias es un referente fuerte al momento de organizar y secuenciar los contenidos a fin de mostrar las fortalezas de sistematizar las estrategias como proceso. Brinda las situaciones, los experimentos cruciales y las fases en el propio proceso de producción del conocimiento científico que podrían seleccionarse para organizar las actividades. Saltier y Viennot (1985) valoran esta contribución pero alertan que no debe pensarse en un paralelismo entre el desarrollo de las Ciencias Naturales y las etapas en el aprendizaje de las mismas por los estudiantes. Los conceptos, relaciones y leyes, en tanto cuerpo teórico, quedan relegados a un segundo plano como productos del “descubrimiento”.
En este modelo el profesor actúa como un facilitador del descubrimiento de sus estudiantes a través del diseño de actividades que los guíen en la búsqueda de respuestas. Si bien este modelo de enseñanza fue fuertemente cuestionado, Marín (1997) reconoce que se derivaron del mismo algunos aportes significativos para la organización de la didáctica específica como disciplina: -
orientó la mirada y la reflexión hacia los contenidos procedimentales frente a los conceptuales que habían centralizado la atención en la enseñanza tradicional;
-
sentó bases para evitar una visión dogmática y cerrada de las ciencias por cuanto en el hacer y en el pensar acerca de lo que se hace se relativiza el producto;
-
favoreció extender la metodología aprendida para resolver situaciones en otros contextos;
-
favoreció comprender la interrelación entre los contenidos como producto con el procedimiento a través del cual fueron alcanzados;
-
promovió el desarrollo de habilidades tanto manuales como mentales
Gil (1993) señala que el fracaso de este modelo de Enseñanza por Descubrimiento es debido a una visión poco actual del trabajo científico.
El modelo de Cambio Conceptual o de Enseñanza mediante el Conflicto Cognitivo4
Los resultados encontrados en las profusas investigaciones sobre las concepciones previas o alternativas de los sujetos (Clement, 1982; Driver, 1986; Duit, 1984;Osborne y Cosgrove, 1983;Tamir, Gal-Chappin y Nussnovitz, 1981; Watts, 1985), dio lugar a enfoques didácticos orientados a producir mudanzas hacia las ideas científicas durante la enseñanza. El modelo emergente se organiza suponiendo que el conocimiento 4
Osborne y Wittrock (1983) denominaron a este modelo como a prendizaje generativo.
cotidiano y el científico son incompatibles como formas de conocimiento (Hewson, 1981; Posner, Strike, Hewson y Gertzog, 1982). Se considera que los estudiantes llegan al aula con un conocimiento cotidiano y con un conjunto de teorías generalmente implícitas que han venido construyendo a lo largo de la vida para interpretar y explicar los fenómenos naturales. Si bien las investigaciones realizadas se interesan en conocer lo que el estudiante concibe en relación con los fenómenos naturales, los estudios introducen una mirada sesgada por cuanto se utilizan los esquemas cognitivos de la formación en Ciencias del investigador, tanto en el diseño de los instrumentos para sondear concepciones como en su interpretación posterior ( Marín, Solano y Jiménez Gómez, 2001). De allí que los modelos didácticos derivados respondan a una perspectiva
centrada en el objeto de conocimiento. El modelo de cambio conceptual toma como punto de partida las concepciones previas o alternativas de los estudiantes que, como se han reconocidos en las investigaciones realizadas, difieren sustantivamente de las científicas consensuadas. La meta fundamental de la educación científica será cambiar esas concepciones alternativas de los estudiantes y sustituirlas por el conocimiento científico. Los núcleos conceptuales de la ciencia constituyen los ejes del currículo, a semejanza de los modelos tradicionales de las décadas anteriores, ya que el propósito fundamental de la enseñanza es que los estudiantes dominen y comprendan los sistemas conceptuales en los que se basa el conocimiento científico. Los contenidos procedimentales y actitudinales desempeñan apenas un papel descriptivo en la organización del currículo. El modelo de cambio conceptual concibe el aprendizaje como resultado de la interacción entre aquello que se enseña a un estudiante y sus propias ideas activadas ante las situaciones, ejemplos y actividades, estratégicamente seleccionadas por el profesor y que le presenta en el aula. El modelo se organiza con la intención de poner las concepciones alternativas del estudiante en conflicto al tratar de interpretar las situaciones ofrecidas, de modo que en esa confrontación de las ideas propias se generen condiciones para lograr un cambio conceptual. Este es entendido como su sustitución de una teoría implícita del sujeto por otra teoría más potente, en el sentido de hallarse más próxima al conocimiento científico.
La teoría que la sustenta tiene su fundamento en la Epistemología de las Ciencias. El “paradigma” de Kuhn (1986), “la esencial teórica” de Lakatos (1983) y la “ecología conceptual” de Toulmin (1977) actúan como referencia para pensar que las
concepciones previas o alternativas de los estudiantes acerca de los fenómenos naturales son persistentes, más implícitas que explícitas (en el sentido de no poder ser muchas veces verbalizadas por ellos), con cierto grado de coherencia conformando, a semejanza de las teorías científicas, núcleos profundos sobre los cuales se organizan teorías implícitas (Pozo, Pérez, Sanz y Limón , 1992). Estas teorías implícitas tienen, para el sujeto, funciones interpretativas sobre fenómenos, sucesos y hechos, permitiendo organizar algunas explicaciones y predicciones. El modelo de cambio conceptual propuesto por Posner y otros (1982) requiere algunas condiciones que deben darse en el estudiante: -
experimentar insatisfacción con sus propias concepciones;
-
la nueva concepción que se le presenta debe resultarle inteligible, es decir, debe ser capaz de entenderla y de explorar sus posibilidades;
-
reconocer como plausible y creíble la nueva concepción;
-
la nueva concepción le debe parecer más potente que sus propias ideas, con posibilidad de ser extendida a otras áreas.
El modelo supone que el profesor, a través de adecuados diseños didácticos, oriente para que esas ideas alternativas iniciales sean sustituidas por el conocimiento científico en el proceso de aprendizaje. La forma de lograr esa sustitución, como meta fundamental de la educación científica, es hacer que el estudiante perciba los límites de sus propias concepciones alternativas y, en esa medida, se sienta insatisfecho con ellas y dispuesto a adoptar otras ideas más potentes o convincentes. La enseñanza basada en el conflicto cognitivo asume la idea de que el estudiante es el que elabora y construye su propio conocimiento y quien debe tomar conciencia de sus limitaciones y resolverlas. La función del docente será la de seleccionar y presentar situaciones en las que tales concepciones alternativas sean puestas en juego por el
estudiante, es decir, que se hagan explícitas. Pero, además, interesa provocar un conflicto empírico o teórico que obligue al estudiante a abandonar estas ideas al intentar sus concepciones en beneficio de una teoría más explicativa. Obviamente, desde este modelo no se espera que la simple presentación de la situación conflictiva dé lugar a un cambio conceptual, sino que se requerirá, como muestra la Historia de la Ciencia, una acumulación de conflictos que provoquen cambios cada vez más radicales en la estructura de conocimientos de los estudiantes. Para ello se diseñan secuencias articuladas con el fin de orientar sus respuestas a esos conflictos. Strike y Posner (1985) introducen modificaciones a su teoría de cambio conceptual. Sostienen que una concepción previa o alternativa, dentro de un entorno conceptual, funciona como medio para interpretar y explicar fenómenos, procesos y sucesos. Tal entorno constituye una ecología conceptual en el cual participan distintos factores: anomalías (cuando la persona percibe que sus argumentos, basados en sus concepciones, no son suficientes para interpretar sucesos o procesos), analogías y metáforas (representaciones de apoyo que permiten crear condiciones para la comprensión de un concepto), imágenes y prototipos (esquemas previamente construidos para producir explicaciones), experiencias personales (elementos que ya el sujeto ha elaborado para realizar otras explicaciones), compromisos epistemológicos (ideas y visiones de la persona acerca del conocimiento científica), creencias y conceptos metafísicos (acerca de la universalidad de los conocimientos científicos, la objetividad absoluta de las ciencias) y conocimientos de otros campos con los cuales puede tener relación. Desde el punto de vista didáctico, conocer el status de la concepción previa del estudiante es tener una indicación de la inteligibilidad, la plausibilidad y la utilidad que la misma tiene para él o ella. Por otro lado, la ecología conceptual comprende, a través de los distintos factores señalados, los conocimientos, creencias y representaciones que tiene el estudiante y que interactúan con sus ideas en el proceso de determinación y cambio del status (Hewson y Beeth, 1995).
Usualmente el estudiante desarrolla algunas estrategias para evitar el cambio, trata de preservar su concepción ya sea alterando alguno de estos factores o agregando otros o bien negando lo nuevo como no plausible, pero donde acontecen pequeños cambios. Si bien éstos no son graduales ni secuenciados, llevan a una situación de acomodación o de competencia entre concepciones: una suerte de confrontación entre ellas. Esta situación es la que se entiende como conflicto cognitivo. La comprensión que deviene de la nueva concepción es construir su significado en relación con un todo, con relaciones con otras proposiciones, con condiciones para establecer predicciones confirmables. En síntesis, el modelo didáctico organiza la clase en tres fases a través de un conjunto de instrucciones:
Primera fase –Las ideas de los estudiantes como parte explícita del debate en el aula. Se les ofrecen a los estudiantes problemas o cuestiones que los movilicen, se los incentiva para que formulen inferencias predictivas a partir de sus concepciones y que organicen propuestas para responder a las cuestiones o para resolver los problemas. Esta actividad tiende a activar las concepciones previas y poner en acción las posibles teorías, implícitas o explícitas, que han elaborado. El propósito de esta fase no es sólo que el profesor conozca las diferentes concepciones alternativas mantenidas por los estudiantes, sino que también ellos tomen conciencia de sus propias representaciones. Es importante en esta fase que las ideas explicitadas por los estudiantes tengan el mismo nivel de consideración que las ideas del profesor o las presentes en un libro de texto. Es decir, se busca conocer el status de la concepción y no el peso que se le otorga a tal status en función de algún criterio de autoridad.
Segunda fase –El status de las ideas tiene que ser discutido y negociado. Está orientada a enfrentar las ideas activadas con situaciones que generen conflicto cognitivo a los estudiantes, es decir, que los datos que se le proveen relativas a ellas o los que emerjan de la realización de experimentos no puedan ser explicados a
partir de sus ideas o contradigan las mismas. Si los estudiantes no logran resolver los conflictos modificando sus ideas previas, como suele ocurrir, es conveniente introducir teorías o conceptos alternativos que permitan integrar sus conocimientos previos con la nueva información presentada. El grado de asimilación de estas nuevas teorías dependerá de su capacidad para explicar nuevos ejemplos y de resolver los conflictos planteados por los anteriores. En esta fase se trata de que el estudiante tome conciencia no sólo de su concepción alternativa sino de los límites de esa concepción y de sus diferencias con el conocimiento científicamente aceptado. Es la fase crucial ya que en ella debe lograrse no sólo la insatisfacción con la propia concepción sino que la nueva concepción, más próxima al saber científico y a las metas del currículo, resulte inteligible y creíble. El trabajo de los estudiantes se realiza a nivel de los status de las ideas, de modo que se disminuya el status de unas y se eleve el de otras atendiendo a la aceptabilidad de una idea al reconocer su mayor poder explicativo o la mayor amplitud para interpretar diferentes situaciones. Para que disminuya el status de sus ideas, es necesario que el propio estudiante capte su imperfección y no que sea el profesor quien se la evalúe en forma explícita. El nuevo status es una elaboración por consenso en el grupo clase.
Tercera fase – El status de la nueva idea requiere se consolidado. Está orientada a consolidar los conocimientos adquiridos y comprender su mayor poder explicativo con respecto a la teoría anterior. Se pretende que el estudiante perciba que la nueva idea es mejor en la medida que le permite predecir y comprender situaciones para las cuales su teoría previa resultaba insuficiente. En esta fase se estaría operando un cambio conceptual en el sentido que se le dio inicialmente: la sustitución de una idea por otra.
Hewson y Beeth (1995,(pp.32-33))5 exponen su propuesta didáctica, basada en el modelo de cambio conceptual, para abordar el eje temático: fuerzas y movimiento. Como parte del análisis de su desarrollo en un aula, se centran y discuten los registros 5
Se recomienda la lectura completa de este artículo para la formación docente.
recogidos con las ideas acerca de las fuerzas que actúan en un descenso en paracaídas con un movimiento rectilíneo uniforme, en el transcurso dela segunda fase del modelo. Se muestran un segmento del intercambio que se da entre los estudiantes, cuando uno de ellos –Don – da su explicación acerca de las fuerzas involucradas. “Don había marcado un punto en la pizarra para representar el paracaídas y
dos flechas de magnitudes iguales y opuestas que simbolizaban las fuerzas que actuaban sobre el paracaídas. Para Don, el paracaídas se movía según una línea recta.(…) Don: -Bueno, fui yo quien hizo el paracaídas y creo que hay [dos]6fuerzas iguales y, puesto que va como en una línea bastante recta y con velocidad estable y esas dos flechas son... ésta es la gravedad y ésta otra es la fricción. Algunos de sus compañeros de clase consideraron el movimiento del paracaídas como una aceleración, describiéndolo como si fuera cada vez más despacio; otros no creían que pudiera moverse si las fuerzas fueran iguales y opuestas, es decir, compensadas. Esta declaración fue seguida de una muy rápida secuencia de preguntas de una serie de estudiantes que intentaban entender por qué Don creía que esta idea era plausible. Kitt: -Bueno, ¿por qué has puesto flechas iguales? Yo no creo que se moviera si tuvieran flechas iguales Don: -Bien si [una flecha fuera] menor harían que fuera más de prisa Kitt: -Bien... Ese «bien ... » de Kitt indica claramente que ella creía que el paracaídas iba cada vez más de prisa. Un poco después, Kirs continuó la conversación: Kirs: -Bueno, ¿puedes repetir por qué crees que son flechas iguales? Don: -Porque va a velocidad estable y creo que si fueran desiguales, entonces [el paracaídas] iría cada vez más de prisa o más despacio. 6
Los autores insertan entre [ ] palabras omitidas en la oralidad a fin de completar la estructura de la oración y captar su significado.
La niña, ayudada por la profesora, introdujo otro ejemplo a modo de comparación. Kirs: -No estoy segura de que esto tenga mucho que ver con esto pero si el paracaídas estuviera parado, ¿cómo serían las flechas? ¿No crees que no está parado? Don: -Bien... [no está] parado. Kirs: -No, yo quiero decir si estaba parado. Profesora: -Ella sólo dice en tu cabeza ...que imagines que esto está parado. ¿Cómo lo indicarías en el dibujo? Don: -Probablemente [no cambiaría] nada. Profesora: -¿No [cambiarías] nada? Ellen daba una interpretación distinta de la idea de Don. Ellen: -Entonces se quedaría flotando. Don: -¿[Parado] en el suelo? Ellen: -No. En el aire. Stu: -Bueno como si estuviera en alguna parte ...si estuviera en alguna parte [en el aire]. Kirsty siguió con su comparación del paracaídas y un objeto en reposo. Kirs: -iSííí! ¿cómo lo indicarías si estuviera parado? Piensa si estuviera encima de esta mesa, en una parada, piensa si estuviera ahí encima ¿cómo lo indicarías parado? ¿No crees que es eso lo que es estar parado [dos flechas iguales y opuestas] ? Don: -Bueno la gravedad [es una fuerza] y la mesa es una fuerza. Kitt volvió a intervenir en la conversación para extraer otra conclusión que sería inmediatamente confirmada por Rob. Kitt: -De esta forma sería exactamente así [dos flechas iguales y opuestas] ...de acuerdo no iría a una velocidad estable?
Rob: -¡Claro! [Dijo enfáticamente]. Entonces, Don planteó explícitamente la coincidencia que él veía entre objetos en reposo y objetos moviéndose a una velocidad estable. Don: -Parado es también a una velocidad estable. Stu: -Luego, ¿tienes dos [ideas] para lo mismo como los mismos conjuntos de flechas? Don: -Si una cosa está parada sigue yendo en línea recta a una velocidad estable.” El intercambio que se produjo entre los estudiantes muestra cómo se ponen en juego otras ideas, cuestionando la original de Don. Este estudiante organiza su argumentación a fin de hacer plausible su idea y mostrar su consistencia ante la intervención de Kirs, de modo de negociar en el intercambio el status de su idea. Este modelo de enseñanza guarda semejanza con aquel sustentado en una enseñanza tradicional de las Ciencias por cuanto mantiene las metas, los criterios de organización y evaluación de los contenidos en el currículo. Si bien se atiende a conocer y a actuar sobre las concepciones previas de los estudiantes, el modelo didáctico se organiza centrado en el objeto de conocimiento, es decir, las ideas científicas actualmente consensuadas en la comunidad científica y hacia las cuales han de mudar las ideas iniciales, muchas veces intuitivas de los estudiantes. Es un modelo básicamente de enseñanza destinado a generar condiciones para propiciar tales mudanzas en forma progresiva. La importancia de las ideas previas de los estudiantes para la enseñanza de la ciencia ha sido fácilmente aceptada e integrada, en los currículos tradicionales en uso. En sus prácticas de aula, los profesores han introducido test para identificar las ideas previas de sus estudiantes en relación a los diferentes contenidos conceptuales como una primera fase. Muchos de esos tests son provistos por los libros de texto que incluso suelen incorporar situaciones conflictivas que generen contradicciones con lo esperado desde las inferencias o explicaciones derivadas de tales ideas.
La investigación educativa vinculada con la línea del modelo de cambio conceptual fue muy profusa como muestra la importante revisión de artículos publicados realizada por Soto, Otero y Sanjosé (2005). Algunos de estos resultados fueron mostrando que tal sustitución no se produce en todos los casos, sino que es posible que coexistan las nuevas concepciones con las previas y que el sujeto utilice una u otra en función de los contextos en los cuales actúe. Así se ha observado que en ambientes escolares los estudiantes utilizan aquellas concepciones que se han presentado y trabajado en el aula, pero que activan sus ideas previas y las utilizan en situaciones cotidianas y en ámbitos ajenos a la escuela. El enfoque del cambio conceptual ha recibido cuestionamientos por cuanto mantiene una connotación positivista en la enseñanza bajo la apariencia de una aceptación de sus supuestos constructivistas al tomar en cuenta las concepciones previas de los estudiantes. Tales concepciones se activan pero para ser sustituidas por el saber científico aceptado que se supone verdadero y organizado desde una lógica específica y operando con un nivel mayor de abstracción conceptual que el que opera en lo intuitivo. La teoría de cambio conceptual de Strike y Posner (1992) dio sentido a los trabajos sobre concepciones previas o alternativas. Las mismas, en tanto conocimiento intuitivo, están organizadas con una lógica que las hacen plausibles y consistentes cuando debe explicarse algún evento. Tales concepciones son útiles para el estudiante en la medida en que le permite resolver o interpretar una situación, aun cuando el resultado no sea científicamente válido. Estas mismas características hacen que estas ideas previas sean tan resistentes al cambio y persistentes en el tiempo. Los autores señalaron pautas para avanzar en el análisis de los factores involucrados en la ecología conceptual que acompaña a tales concepciones. Si bien el Modelo de Cambio Conceptual ha influido ampliamente desde su gestación y ha dado lugar a diferentes propuestas didácticas para el aula, las investigaciones realizadas en las dos últimas décadas dieron indicios de la permanencia de las concepciones previas que los estudiantes utilizan en contextos cotidianos (Duit, 1996)y de la coexistencia de viejas y nuevas ideas. Mortimer (1995) señala las pocas evidencias
efectivas de la ocurrencia de cambio conceptual en los estudiantes. Los trabajos de investigación acerca de propuestas dirigidas para provocarlo evidencian la enorme dificultad para que este cambio se dé (Marín, 1999). Autores como Moreira y Greca (2003, p.305) son categóricos al rechazar la idea de cambio: “Creemos que este tipo de cambio conceptual no existe. A propósito, estamos
hablando de cambiar concepciones alternativas aprendidas de modo significativo, o sea, por aprendizaje significativo en el sentido utilizado por Ausubel y Novak (1983). Estamos refiriéndonos a concepciones alternativas “resistentes al cambio” como, por ejemplo, la “proporcionalidad entre fuerza y velocidad” en vez de fuerza y aceleración, calor como “calórico” no como energía en tránsito, o las estaciones del año como “resultado de la variación de la distancia sol -tierra” no de sus
posiciones relativas. Una vez que esos significados son productos de a prendizajes significativos ellos no son “borrables”. Es una ilusión pensar que un conflicto
cognitivo y/o una nueva concepción plausible, inteligible y fructífera conducirá al reemplazo de una concepción alternativa significativa. Cuando las estrategias de cambio conceptual son bien sucedidas, en términos de aprendizaje significativo, lo que hacen es agregar nuevos significados a las concepciones ya existentes, sin borrar o reemplazar los significados que ya tenían. O sea, la concepción tornase más elaborada, o más rica, en términos de significados agregados a ella, o evoluciona sin perder su identidad. ” Pozo y Gómez Crespo (1998) consideran que el llamado cambio conceptual, necesario para que el estudiante progrese desde sus conocimientos intuitivos hacia los conocimientos científicos, requiere pensar aun en otros modelos y teorías alternativas desde los que se pueden interpretar la realidad y no sólo con ellos. Pozo (1999) plantea que “el cambio conceptual implicaría un camb io en los procesos y representaciones
mediante los que los alumnos procesan los fenómenos científicos y no sólo un cambio en el contenido de esas representaciones.” (p.514). Su idea de cambio representacional ,
siguiendo perspectivas de otros autores (Carey, 1985; Karmiloff-Smith, 1992) plantea la necesidad de analizar los procesos cognitivos del sujeto que aprende. Términos tales como desarrollo/enriquecimiento conceptual /evolución conceptual (Moreira y Greca, 2003; Mortimer, 1995,Nussbaum, 1989) se han introducido con posterioridad en los nuevos desarrollos teóricos para expresar que no necesariamente se produce una sustitución de ideas o abandono de ellas como puede interpretarse un cambio conceptual . En cambio, pareciera que se enriquecen con nuevos significados las concepciones ya existentes, sin sustituirlas, o bien se observa que esas ideas iniciales se modifican pero sin perder su identidad.
Modelo de Enseñanza Mediante la Investigación Dirigida
Hacia inicios de la década de 1990, se desarrollan nuevos modelos de enseñanza de las Ciencias Naturales orientados a modificar de manera profunda las concepciones previas de los estudiantes a través de instancias de trabajo, bajo la dirección del profesor, en contextos de actividad semejante alas que desarrolla un investigador. Estos modelos, a diferencia del anterior que se centraba en lo conceptual, incorporan los procedimientos y las actitudes de los científicos en sus actividades de investigación. Estas nuevas propuestas recuperan algunos de los supuestos subyacentes del Modelo de Descubrimiento anteriormente analizado: la compatibilidad supuesta entre el aprendizaje de la ciencia y la investigación científica. Sin embargo, se diferencia de dicho modelo de enseñanza porque abandona la concepción inductivista asociada a la metodología científica y la sustituye por una nueva concepción de investigación como proceso de construcción social de conocimiento –con nuevos planteamientos epistemológicos y didácticos –. En los Modelos de Investigación Dirigida no se asume que el trabajo científico se realice mediante la aplicación rigurosa de un único método, sino que es un complejo proceso de construcción de teorías y modelos mediante el intercambio y la discusión entre pares influidos por el contexto en que se desenvuelven. Es una actividad en donde los procedimientos se diferencian y se ajustan en forma
pertinente a aquello que se indaga, con variados criterios de producción y de validación. Se piensa en nuevas posibilidades, en ir más allá de lo obvio, se basa sobre hipótesis más que sobre certezas. Interesa no sólo la habilidad para idear recursos metodológicos sino en desplegar actitudes que, en general, no están presentes en los desempeños cotidianos. Más que orientarse prioritariamente hacia los resultados, se valora la capacidad para identificar problemas, formular preguntas en torno a ellos y pensar en término de conjeturas iniciales. La hipótesis de la incompatibilidad entre el conocimiento cotidiano y el científico en sus sistemas de conceptos, común con los modelos anteriormente descritos, se amplía ahora a los métodos utilizados en los procedimientos y en los valores asociados con la producción. De allí que la meta del modelo de enseñanza como investigación dirigida sea promover en cambios, en los estudiantes, no sólo en sus sistemas de conceptos sino también en sus procedimientos y actitudes. Para ello el modelo didáctico se centra en la simulación en la clase de actividades semejantes a las que se desarrollan los científicos en sus grupos de investigación. Martínez Torregrosa, Doménech y Verdú (1993) sustentan este modelo con los fundamentos epistemológicos que señalan la superación del paradigma aristotélico/escolástico, con siglos de vigencia, cuando se introduce una nueva forma de pensar acerca de los fenómenos naturales hacia el siglo XVI. Puede decirse que este modelo apela a producir un cambio epistemológico. Según señala Gil (1983,p.28) “Y si el edificio aristotélico sólo fue derribado -con todas las dificultades que
conlleva un cambio de paradigma- gracias a una nueva metodología que aúna el pensamiento divergente con el rigor que supone el experimento en condiciones controladas, etc., es lógico suponer que igual ocurrirá con nuestros alumnos. Poner a los alumnos en situación de aplicar esta metodología -es decir, de emitir hipótesis, de diseñar experimentos, de realizarlos y analizar con rigor sus resultados- se convierte así en una necesidad tanto para la superación de los ‘errores conceptuales’, es decir, para hacer posibles los profundos cambios
conceptuales que ello implica, como para entender, en general, los resultados del trabajo científico. En particular, la emisión de hipótesis juega un papel insustituible en la explicación de las ideas que constituyen el paradigma inicial de los alumnos.” Dado que la investigación científica se basa en la generación y resolución de problemas teóricos y prácticos, la propia enseñanza de las Ciencias Naturales deberá organizarse también en torno a la resolución de problemas y situar al estudiante en el contexto social del aula para la construcción del conocimiento escolar. En consecuencia, en este modelo el currículo de Ciencias Naturales se organiza en torno a problemáticas abiertas cuya resolución demande conocimiento disciplinar. La selección de contenidos se realiza tomando en cuenta los conceptos y las teorías desarrolladas en la evolución de la disciplina específica, si bien se atiende a las características de los estudiantes y el contexto social de la clase. Desde el punto de vista didáctico, las secuencias de actividades que propone el modelo siguen, en general, el siguiente lineamiento (Gil, 1993; Gil Pérez et al., 1999; Marín, 1997):
Plantear situaciones problemáticas abiertas que generen interés en los estudiantes y que sean adecuadas a su nivel cognitivo y habilidades.
Proponerles realizar un estudio cualitativo de tales situaciones y que tomen decisiones para acotar sub-problemas para abordar su resolución, indicando los criterios adoptados para ello y justificando los mismos. En esta etapa se busca que los estudiantes expresen sus ideas y las fundamenten para enfocar la búsqueda de soluciones. Interesa que en esta etapa sus concepciones se expliciten funcionalmente.
Orientar el tratamiento científico de los sub-problemas: en esta etapa las ideas previas de los estudiantes se ponen en juego para conjeturar o predecir emisión de hipótesis; si consideran necesario pueden enunciar conceptos que suponen que están implicados o bien inventar otros nuevos si los necesitan.
Sugerir la elaboración de estrategias de resolución que pueden incluir diseños experimentales, a fin de contrastar las hipótesis formuladas; incentivar a los estudiantes para que propongan métodos de resolución alternativos.
Generar la instancia para aplicar estrategias y métodos para la resolución del problema, para un posterior análisis y discusión de resultados para la validación de las hipótesis. En esta etapa es importante que los estudiantes confronten resultados y también que, ante la ocurrencia de posibles conflictos cognitivos, revisen sus concepciones, se replanteen sus conjeturas iniciales y hasta el procedimiento seguido.
Presentar una variedad de situaciones diferentes en la que deban aplicarse los nuevos conocimientos a fin de afianzarlos y profundizar sobre aspectos derivados de los nuevos contextos de uso.
En este modelo se enmarca la línea de resolución de problemas como investigación (Gil y Martínez Torregrosa, 1983).La misma emerge de investigaciones realizadas sobre la manera de actuar de expertos (por ejemplo, los físicos resolviendo los problemas que surgen cuando hacen Física, es decir, cuando desarrollan sus investigaciones en la construcción de nuevos conocimientos) y los novatos (estudiantes aprendiendo Física). El análisis de las diferencias en la manera de analizar la situación problemática, de acotar el problema y de planificar la resolución sirvió de base para desarrollar una nueva propuesta de enseñanza. En esta línea se cuestiona la manera tradicional de enseñar a resolver problema por un profesor que conoce el problema, conoce cómo resolverlo y también la solución a alcanzar. En síntesis, el profesor se posiciona frente a la situación que no constituye un “problema” para él y eso determina que explique, de la mejor manera posible pero
linealmente, la forma de analizar, de interpretar y de secuenciar el procedimiento de resolución. Si bien esto es útil para enseñar técnicas de resolución diferentes y afianzarlas, cabe advertir que las mismas solo pueden implementarse ante un problema, en tanto situación desconocida, una vez que se lo ha identificado y definido.
El modelo de resolución de problemas como investigación se basa en la sustitución de los tradicionales problemas cerrados, con los datos numéricos necesarios y suficientes para hallar la respuesta con un único modo de resolución, por enunciados de situaciones abiertas (Ramírez Castro, Gil Pérez y Martínez Torregrosa, 1994). Por ejemplo, el modelo propone que un problema de Mecánica del tipo: “Un móvil, partiendo del reposo, ha recorrido con movimiento uniformemente
acelerado 5 m en el primer segundo de su movimiento. a) ¿Cuál es su aceleración? b) ¿Qué distancia recorrerá en 4 s? c) ¿Qué distancia recorrerá en el cuarto segundo?” sea sustituido por enunciados abiertos del tipo: “ ¿Con qué aceleración arranca un coche? ¿Qué distancia recorrerá un vehículo en
un segundo?” Otro tipo de enunciados de problemas propuestos por estos autores emerge de situaciones cotidianas a las que cualquier sujeto, a partir de determinada edad, en su infancia, debe resolver en su contexto específico y con una demanda de respuesta inmediata y que requiere una evaluación de riesgos potenciales: "Vamos a atravesar una calle de circulación rápida y vemos llegar un coche: ¿Pasamos o nos esperamos?" La naturaleza de este tipo de problemas lleva al estudiante a procesos previos a todo cálculo, ya que requiere un minucioso análisis inicial antes de identificar qué aspectos del contenido de la Física le permitirá la toma de decisión reclamada en la pregunta. Enfocar la situación requiere establecer ubicaciones espaciales, consideraciones acerca del posible movimiento del coche y las condiciones de su movimiento, efectuar algunas estimaciones cualitativas, previo a realizar cálculos más precisos. Todos estos son procedimientos a los que recurren con frecuencia los científicos, pero además requiere que el estudiante se posicione, en este caso, ante disposiciones viales acerca de velocidades límites en sitios urbanos, ancho de calzadas, por ejemplo, y otros
relacionados con la velocidad media de caminata de ancianos, adultos, adolescentes y niños. En el área de la Química, algo semejante puede realizarse para sustituir problemas que demandan criterios cuantitativos y respuestas únicas: "Disponiendo de una disolución comercial de ácido clorhídrico (HC1) del 36% de riqueza y 1,18 g/cm3 de densidad, ¿cómo se puede preparar medio litro de concentración 6 g/l?" por enunciados de mayor generalidad, que requieren tratamientos inicialmente cualitativos, si bien pueden luego ser verificados mediante un tratamiento analíticocuantitativo, con un posible contrastación experimental: ¿Qué cantidad de ácido comercial hemos de tomar para preparar la disolución de ácido diluido que necesitarnos? Abordar la resolución de problemas de este último tipo de enunciados requiere que el estudiante adopte actitudes y formas de proceder semejantes a la de un científico, tales como: - profundizar el análisis cualitativo de la situación buscando acotar la misma y definiendo el problema (eventualmente puede incluso proponer sub-problemas)a resolver; - formular hipótesis fundadas sobre los factores que participan en la situación y las posibles interrelaciones entre ellas. Esto supone sustituir un razonamiento basado en evidencias por uno más imaginativo orientado a idear representaciones y realizar predicciones sobre la base de las concepciones previas que se sustentan. Desde este punto de vista, esta etapa es importante para detectar posibles concepciones alternativas y teorías implícitas que sustentan los estudiantes; - identificar los datos que se requieren y planificar alternativas posibles de resolución. Se alienta a que los estudiantes encaren la resolución con la realización de pequeñas investigaciones que, en lo posible, integren tanto aspectos cualitativos como
cuantitativos. La labor del profesor será no solo orientar la investigación, sino también reforzar, matizar o cuestionar las conclusiones obtenidas por los estudiantes a la luz de las aportaciones hechas previamente por los científicos en la resolución de esos mismos problemas. Esta etapa está orientada a que los estudiantes planifiquen de manera intencionada la resolución buscando validar las hipótesis formuladas mediante estrategias adecuadas, evitando procesos simples de actuación por ensayo y error. En particular, resulta de interés que el estudiante piense y proponga modos alternativos de encarar la resolución, fundamentando aquella que decide adoptar; - resolver la situación fundamentando los pasos desarrollados, de modo que no se limite la resolución a una mera operatoria carente de significado en función de las variables involucradas; - analizar e interpretar los resultados en función de las hipótesis formuladas. De ser factible, podrá realizar un montaje experimental o una simulación digital a fin de cotejar sus resultados y/o extender el alcance de los mismos a nuevas situaciones, modificando las condiciones iniciales del evento estudiado. Uno de los problemas más importantes que suele plantear este enfoque es que exige que el profesor tenga un conocimiento bastante profundo de la Epistemología de las Ciencias Naturales, de los cambios producidos en la concepción de la ciencia y de su enseñanza y, sobre todo, que haya reconocido su propia concepción y si fuese necesario haber operado sobre ella para producir el cambio conceptual, procedimental y actitudinal paralelo que debe intentar promover en sus estudiantes. Entre los cuestionamientos que se ha realizado a este modelo es la solidez de la metáfora del estudiante como científico sobre la que se asienta. La misma supone que el estudiante dispone de capacidad investigativa y de un tipo de razonamiento suficientemente desarrollado. Las investigaciones han dado evidencias de razonamiento sesgados en los estudiantes que limitan sus potencialidades en la producción de nuevas ideas (Massa, Sánchez, Llonch y D’Amico, 2000; Massa, D'Amico, Yanitelli y Cabanellas, 2003; Thiberghien, Psillos y Koumaras, 1995).
Modelo de enseñanza con perspectiva Ciencia – Tecnología – SociedadAmbiente (CTSA)
Este modelo, inicialmente designado como CTS se orienta a la formación de ciudadanos que comprendan críticamente las claves del desarrollo de la sociedad en la que viven, mejoren en lo posible las condiciones en que se desenvuelven y afronten dignamente los retos culturales, sociales y laborales futuros. Caamaño (1995) considera que este modelo busca promover el interés de los estudiantes por conectar los conocimientos de Ciencia y Tecnología que aprende en la escuela con los fenómenos que registra en su vida cotidiana, reflexionando acerca de las implicancias sociales y éticas. Especialistas como Solbes y Vilches (2002, 2004) consideran importante incluir en esta perspectiva el ambiente (A) como una cuarta dimensión en juego, enmarcando lo que se ha dado en designar como enfoque CTSA. El interés del modelo CTS se centra en generar en el estudiante formas de pensar, actuar y sentir que le permitan comprender y afrontar la complejidad de los problemas de la sociedad actual. Ello requiere apropiarse del conocimiento científico para la acción en un uso cotidiano y personal y para tomar decisiones con implicación social. Según Membiela (2002) ello requiere una alfabetización científica y tecnológica que ponga el énfasis en el desarrollo de competencias que permiten esta posibilidad. El concepto de alfabetización científica-tecnológica surge por analogía a la noción de alfabetización básica en referencia al dominio de la lengua nacional para leer textos y, a su vez, elaborarlos propios. Esta alfabetización básica le permite conocer las ideas de otros y comunicarse con ellos. En este mismo sentido, la alfabetización científicatecnológica entiende que la ciencia forma parte de la cultura actual y está vinculada al modelo de sociedad en la que uno vive. Los conceptos científicos-tecnológicos aprendidos en la escuela son necesarios para ser utilizados en las situaciones cotidianas y comprender algunos dispositivos y procesos básicos (Furió, Vilches, Guisasola y Romo, 2001). Sin embargo, la alfabetización científica-tecnológica no consiste solo en el conocimiento términos, tales como los nombres de los huesos del cuerpo humano, de óxidos y sales, de los diferentes tipos de energía, ni tampoco de fórmulas y ecuaciones.
Si bien no existe un acuerdo generalizado sobre el alcance del significado de alfabetización científica-tecnológica (DeBoer, 2000),el enfoque centrado en ella tiene en cuenta: aprendizajes conceptuales de las Ciencias Naturales que permitan interpretar y comprender un mundo cada vez más tecnificado; aprendizajes procedimentales que permitan al estudiante comunicar y expresar sus ideas, buscar, seleccionar y obtener información; planificar sus tareas, resolver problemas; aprendizajes actitudinales que permitan atender a la conservación del ambiente, desarrollar un sentido crítico respecto a la situación actual, ser solidario e interesado por el bienestar colectivo (Gavidia Catalán, 2008). Esta alfabetización está orientada a capacitar a los estudiantes, en su carácter de futuros ciudadanos, para tomar decisiones responsables y con una mayor comprensión de los impactos sociales de la ciencia y la tecnología. Este modelo de enseñanza supone un enfoque diferente del currículo escolar tanto en sus contenidos y objetivos como en la manera de relacionar las diferentes áreas de las ciencias y la tecnología (Macedo y Katzkowicz, 2005). También supone un replanteo acerca de la concepción del docente sobre la naturaleza de la ciencia y sus procedimientos y una mirada específica sobre los problemas de la vida cotidiana y sobre la sociedad y su cultura. Hodson (2003) señala tres dimensiones a considerar en la alfabetización científica: “aprender ciencias”, -el conocimiento conceptual- , “aprender acerca de la ciencia”, -sus aplicaciones a la sociedad-, y “hacer ciencia” – resolver
problemas y hacer indagaciones-. Si bien este enfoque recoge la mirada de métodos de enseñanza desarrollados anteriormente, en la alfabetización científica-tecnológica se atiende especialmente en fomentar las actitudes de los estudiantes hacia el entorno natural y la acción del hombre sobre el mismo. Es una mirada sobre aspectos socio-culturales en vías a preservar el entorno y transformar aspectos no deseados en la acción del hombre sobre él. Gavidia Catalán (2008) sostiene que “ este planteamiento didáctico otorga importancia y
trascendencia a las acciones del alumnado que los convierte en divulgadores científicos.”(p.64).Su posición se basa en la consideración que una propuesta didáctica de alfabetización científica no solo atiende al aprendizaje de conceptos, teorías científicas y de procedimientos para aplicarlas, sino que también ha de propender a que
los estudiantes difundan en actividades extraescolares y en espacios no formales lo aprendido. Es importante que sean capaces de diseñar folletos de divulgación sobre cuestiones científicas, tecnológicas, de salud, acerca de problemáticas ambientales, de efectuar exposiciones o sesiones abiertas a la comunidad, desarrollo de pequeños proyectos de difusión, entre otras posibles actividades en las que comuniquen aspectos de interés social como expresión activa de lo aprendido en la escuela. Este modelo también ha recibido algunos cuestionamientos desde su supuesto de base: la construcción del conocimiento en Ciencias Naturales es definida en las interacciones sociales y está situada en un contexto social que define sus metas. Existen diferencias significativas en la manera que lo social define las metas para los científicos y para los estudiantes. Los primeros son expertos en un dominio específico del saber, su trabajo está definido por líneas de investigación que, en muchos casos, emergen de campos de importancia establecidos en una comunidad de práctica científica en un contexto mundial que no siempre responde a cuestiones de interés local. Cualquiera que sea su área de trabajo, como experto participa en un grupo de investigación donde trabaja una gran cantidad de horas sobre un problema específico, con objetivos en cuya definición ha participado en forma directa o bien acuerda con ellos. No es lo mismo en el caso de los estudiantes de la escuela secundaria: deben distribuir su tiempo, su esfuerzo y sus capacidades entre varias asignaturas a lo largo de una semana, cada una de ellas con contenidos, metas, lenguajes y formas de trabajo diferentes. Inclusive a menudo los estudiantes suelen pueden no encontrar el sentido de algunas de ellas.
Modelo de enseñanza por explicación y contrastación de ‘modelos curriculares’
Este enfoque de enseñanza de las Ciencias Naturales se sustenta en la idea de que los estudiantes pueden desarrollar, mediante adecuadas estrategias, formas de pensar y aprender que se asemejan a las formas científicas de pensar e investigar. Toma como referencia el proceso de construcción de modelos en ciencias como la organización de
una representación simplificada de una idea, un objeto, un suceso, un proceso, pero con la información necesaria, para producir explicaciones e interpretaciones sobre los mismos. Para algunos autores (Giere, 1999; Justi, 2006) esto es fundamental para la comprensión de la naturaleza del conocimiento científico: la construcción de modelos no es una etapa auxiliar sino un aspecto fundamental en el proceso dinámico y no lineal de la construcción de este conocimiento, donde además se despliega la creatividad del sujeto que piensa e imagina. Antes de avanzar en el desarrollo de este enfoque, resulta conveniente distinguir el significado atribuido en el mismo título de este apartado al término modelo: modelo de enseñanza y ‘modelos curriculares’.
En sí un modelo es una representación mental que realiza un sujeto, en particular un científico, mediante la cual razona (Clement, 2000; Giere, 1999; Nersessian, 1992, 1999). Para Morrison y Morgan (1999, cit. en Justi, 2006), los modelos son mediadores entre la realidad y la teoría al ser autónomos entre uno y otro, es decir, no están supeditados a los datos ni a teoría. Dicha autonomía emerge: -
del proceso de construcción del modelo que implica simplificaciones y aproximaciones que se derivan tanto de elementos de la realidad como de la misma teoría. A veces también proceden de elementos externos como es el caso de construcción realizadas por analogías;
-
de la función ya que son independientes de aquello que representan si bien se relacionan. Sus funciones pueden ser diversas, por ejemplo: ser simplificaciones de entidades reales complejas (la partícula como representativa del movimiento de traslación de la Tierra en torno al Sol); pueden ser visualizaciones de ideas abstractas (orbitales moleculares); apoyar explicaciones (la presión de un gas encerrado en un recipiente como las colisiones elásticas de un número de partículas en movimiento rápido y aleatorio), por mencionar algunas;
-
del aprendizaje que se produce tanto cuando se organiza la representación como cuando se la utiliza;
-
de su poder representacional por cuanto contribuyen como una herramienta en el propio proceso de investigación.
Cuando se alude a los modelos científicos se hace referencia a aquellos que los físicos, biólogos, químicos, astrónomos y geofísicos construyen y utilizan en el marco de las teorías. Los modelos científicos son representaciones complejas que, en general, tienen formas de representación con formalismos matemáticos. Por ejemplo: el modelo cuántico del átomo de hidrógeno incluye la idea de orbital electrónico expresado matemáticamente mediante una función de onda (real o compleja) donde el cuadrado de su módulo se interpreta en término de probabilidad. Los modelos curriculares son aquellas representaciones simplificadas de los modelos científicos que se utilizan en las aulas para enseñar (Justi, 2006), adaptándolas para permitir al estudiante acceder a la comprensión de una idea. Los modelos de enseñanza son representaciones creadas por el docente para orientar y ayudar a aprender algún aspecto de un modelo curricular, tales como dibujos, maquetas, simulaciones, analogías para mencionar algunas de mayor uso. Enmarcado en un paradigma constructivista con respecto al aprendizaje de la ciencia, se reconoce que la construcción del conocimiento científico y del conocimiento escolar implica escenarios sociales claramente diferenciados por sus actores, sus metas y la organización de sus actividades. Sin embargo, según Justi (2006)la educación en Ciencias Naturales debe orientarse a fin de que el estudiante: -
aprenda ciencia en el sentido de aprender sobre los modelos científicos o modelos conceptuales, consensuados en el seno de una comunidad y aún vigentes y aquellos que históricamente sirvieron para establecer explicaciones ya superadas;
-
aprenda sobre ciencia, comprendiendo la naturaleza representacional de los modelos y evaluar su valor en el desarrollo de las explicaciones e interpretaciones;
-
aprenda a hacer ciencia, creando, expresando y evaluando sus propios modelos
En esta perspectiva, se entiende que el aprendizaje de la ciencia implica una continua contrastación entre modelos, de modo de valorar su riqueza explicativa ante la mayor cantidad de fenómenos, más que la superación empírica de un modelo por otro. La meta de la educación científica, en este enfoque, es que el estudiante conozca la existencia de diversos modelos alternativos en la interpretación y comprensión de la naturaleza; que construya sus propios modelos y que aprenda a “interrogarlos” con diferentes recursos (racionales y/o empíricos), poniendo a prueba su potencial explicativo. De esta forma, la exposición de los propios modelos y contrastación de ellos con los construidos por sus compañeros y con los modelos curriculares (y si fuese posible con los modelos científicos) le ayudará no sólo a comprender mejor los fenómenos estudiados sino sobre todo la naturaleza del conocimiento científico elaborado para interpretarlos. De lo expuesto, emerge que en este enfoque el núcleo organizador son los modelos como forma de representación en torno a los cuales se establecen los conceptos base que le dan sentido (interacción, cambio, equilibrio, conservación, etc.)y se organizan las estructuras conceptuales pertinentes con conceptos específicos y relaciones. A través de las mismas se profundizan y enriquecen los modelos, dotándolos de mayor significado. Las propuestas de enseñanza mediante modelos son variadas y pueden consistir en: -
-
el trabajo sobre modelos elaborados por los propios estudiantes que se enriquecen con las discusiones con sus compañeros, las explicaciones del profesor, la organización de una estructura conceptual pertinente y las validaciones recibidas;
-
la caracterización y explicación de modelos por parte del profesor, no como un monólogo sino como un diálogo con los estudiantes. Durante el mismo el profesor ofrece diferentes escenarios explicativos del fenómeno o fenómenos en estudio promoviendo la intervención de los estudiantes para utilicen el modelo en sus interpretaciones, propongan otros alternativos, se expliquen mutuamente, se cuestionen, modifiquen sus propuestas, las consensuen o rechacen;
-
la presentación y contrastación de modelos en el contexto de la solución de problemas que despierten el interés de los estudiantes por darles respuesta. Interesa alentar la formulación de modelos alternativos, promover la explicitación de conceptos y relaciones, introducir procedimientos para validar los modelos con formalizaciones requeridas.
La enseñanza basada en modelos se asienta fuertemente sobre la argumentación como proceso básico del discurso científico (Toulmin, 1958) tanto para comunicar ideas claras y precisas en el curso de una explicación como para ofrecer razones que justifiquen la conclusión y contribuyan a convencer al otro. En el proceso argumentativo en el aula tanto el profesor como los estudiantes recurren a diferentes lenguajes (literal, matemático, gráfico e incluso gestual) para expresar las ideas y dar cuenta de las relaciones que se establecen o que se infiere. También se suele recurrir a analogías y metáforas para respaldar y sustentar los argumentos.
Capítulo II La enseñanza de las Ciencias Naturales desde una perspectiva centrada en el estudiante En este capítulo se sintetizan las principales posturas teóricas que, en las últimas décadas, han introducido la mirada cognitiva en la conformación de la Didáctica de las Ciencias Naturales. Las mismas afianzan el lugar del estudiante en la problemática de la construcción del conocimiento en la escuela.
Modelo de enseñanza derivado de los aportes piagetianos
Piaget rompe la noción de un sujeto pasivo ante su propio desarrollo cognitivo. Su teoría psicológica se desarrolla sobre la base de un sujeto humano “epistémico” -aislado de su
contexto social-que es eminentemente activo y constructor de su propio conocimiento, de modo que su pensamiento y su inteligencia se van desarrollando conforme se produce su maduración biológica. No se pretende presentar en este capítulo la teoría de Piaget dada su amplitud y profundidad, sino que se introducen algunos aspectos de la misma y se señalan criterios didácticos que se derivaron de ella para orientar la enseñanza de las Ciencias Naturales. Piaget considera que el sujeto humano nace con un conjunto de actividades orgánicas originales de las que derivan otras formas innatas de funcionamiento. Éstas dan lugar a procesos mentales indiferenciados. Sobre esta base se desarrolla la inteligencia (que da forma o estructura a los actos), la afectividad (que proporciona y regula la energía de los actos) y la interrelación entre ambas (Aranega, 1989). En su teoría señala, como una etapa inicial del desarrollo, la creación de esquemas de acción en un nivel sensomotor, con la permanencia del objeto. Posteriormente, a través del juego simbólico, el niño interioriza los esquemas de acción y puede distanciarse del presente: evocar objeto o situaciones pasadas, relacionar las representaciones de objetos, etc. (Piaget, 1977). Luego los esquemas evolucionan hacia operaciones mentales como acciones interiorizables, reversibles y coordinadas.
Para Piaget el sujeto construye su conocimiento a medida que interactúa con los objetos materiales y otras personas (interacción física) y con el entorno social (interacción por significantes –verbales, simbólicos, gráficos, etc.), dado que esas interacciones son desequilibrantes por desfase entre el conocimiento que dispone el sujeto y la realidad que le presenta el medio (Marín, 2003).La interacción sujeto –objeto/entorno es el principal motor en la génesis de la estructura cognitiva de una persona. La continua interacción del sujeto con el medio promueve la creación de los esquemas de acción y su posterior maduración y coordinación. Tales esquemas son patrones de conducta organizados como un modo característico de interacción con el objeto/entorno. Actúan como unidades básicas de las estructuras cognitivas. En este proceso de interacción, la mente humana opera con dos funciones invariantes: adaptación –opera en un plano externo cuando a partir de la interacción experimenta un cambio útil para la supervivencia – y organización –opera en un plano interno cuando esos cambios se integran mediante reestructuraciones internas del sistema cognitivo del sujeto – (Gutiérrez Martínez y García Madruga, 2002). La función de adaptación opera a través de dos procesos que se complementan: la asimilación y la acomodación. La asimilación refiere al proceso mediante el cual el sujeto recibe información de su entorno y la incorpora al conocimiento organizado que dispone, aunque no necesariamente la integra a la información que ya posee. Es un proceso conservador por cuanto el sujeto incorpora la información del medio a sus esquemas de acción y se los impone. Es en el proceso de acomodación que el sujeto transforma la información que ya tenía en función de la nueva, modificando la organización actual. La acomodación es un proceso renovador por cuanto modifica y reestructura sus esquemas. Existe una relación altamente interactiva entre asimilación y acomodación cuyo resultado es la equilibración entre las discrepancias o contradicciones que surgen con la nueva información asimilada y el conocimiento que se dis pone luego de la acomodación. “ En última instancia, el desarrollo cognitivo, desde el punto de vista piagetiano, no es más que una sucesión de interacciones entre procesos de asimilación y acomodación en pos de equilibrios cada vez más estables y duraderos ” (Carretero, 1993, p.38). El equilibrio se constituye en regulador de la relación entre asimilación y acomodación. La adaptación
como proceso cognitivo se desarrolla ante diferentes informaciones, aún con complejidades diferentes. En el desarrollo cognitivo se desarrollan formas organizadas o estructuras estructuras que le permiten al sujeto interactuar con el medio. Estas estructuras no son innatas sino que se construyen por coordinación y diferenciación de esquemas de acción. Toda estructura procede de otra anterior y dará generación (o génesis) a otra más compleja y abarcativa. Toda estructura es una forma de equilibrio momentáneo, con un nivel de equilibración diferente y superior al de la estructura anterior a la que integra. Piaget e Inhelder (1997) señalaron la existencia de períodos o estadios en los que se organizan determinados esquemas con una estructura de conjunto que le permite al sujeto desarrollar satisfactoriamente determinadas tareas. También se generan condiciones para que las capacidades cognitivas sufran una fuerte reestructuración dando lugar a un cambio de estadio. Ellos reconocieron cuatro estadios(incluyendo además sub-estadios) a los que denominaron: senso-motriz –pre-operatorio –de las operaciones lógicas concretas –de las operaciones lógicas formales. El paso de un estadio a otro está asociado con cambios en las capacidades del sujeto. Así: -
el estadio senso-motriz se se caracteriza por un comportamiento reflejo y se extiende desde el nacimiento hasta el niño organice su capacidad de representación para dar sentido a la permanencia del objeto, es decir, cuando su mente empieza a operar con objetos más allá de su presencia física o ante cambios en sus aspectos.
-
El estadio preoperatorio preoperatorio se caracteriza por el desarrollo de la capacidad de representar lo real por significantes diferentes de las cosas significadas, es decir, se pasa de los esquemas prácticos a las representaciones a través del lenguaje, el juego simbólico y la iniciación al dibujo.
-
El tercer estadio (de las operaciones lógicas concretas) concretas) se caracteriza por el desarrollo de acciones interiorizadas, móviles y reversibles denominadas operaciones que le permiten realizar tareas concretas como la seriación y la clasificación de objetos. El sujeto evidencia la construcción de la noción de conservación de propiedades de los objetos y la idea de número y medida.
-
El estadio de las operaciones lógicas formales se formales se inicia con la capacidad de razonar de modo hipotético-deductivo. Se desarrolla un pensamiento independiente de la acción y del contenido que se orienta a la comprensión de lo probable. El sujeto establece relaciones factibles de estar presentes en un problema, orientadas a la búsqueda de explicaciones y leyes.
Esta clasificación del desarrollo cognitivo en estadios constituye uno de los puntos de mayor crítica de la teoría debido a los desfases observados en las investigaciones con niños y adolescentes (y aún con adultos) respecto a lo previsto, en cuanto a edades de tránsito de un estadio a otro, desde lo teórico. El mismo Piaget (1978) reconoce que el período de las operaciones formales planteaba problemas, con sujetos adultos que aún no mostraban actuaciones plenamente formales en su forma de pensar. Introdujo la idea que esto podía deberse a cuestiones de “aptitud y especializaciones profesionales”.
Sin embargo, otros aspectos de la misma se mantienen, para seguir avanzando en el desarrollo de la teoría desde las denominadas posiciones neopiagetianas que mantienen como claves los constructos esquema, esquema, acción, acción, conflicto cognitivo, cognitivo, reversibilidad , entre otros. También deviene de esta teoría los rasgos que diferencia el pensamiento formal (que se empezaría a observar en la adolescencia) del concreto. Tal pensamiento formal presenta características funcionales y estructurales. Entre las funcionales se encuentra: la capacidad de los sujetos de razonar en término de lo posible (es decir, pensar en diversas posibilidades frente a una misma situación) y no solo basado en los elementos concretos; el carácter hipotético-deductivo de su pensamiento que le permite formular conjeturas o hipótesis y validarlas; razonar en base a enunciados o proposiciones verbales que dan cuenta de los hechos y fenómenos; resolver problemas en los que participen varias variables y pensar, para resolverlo, en todas las combinaciones posibles entre ellas (razonamiento combinatorio). Las características estructurales dan cuenta de la manera en que, desde la teoría, se describen las operaciones internas que rige la lógica para procesar proposiciones y de realizar transformaciones combinatorias. Inhelder y Piaget utilizan dos estructuras matemáticas para establecerlas: el retículo de las 16 combinaciones binarias de la lógica de proposiciones y el grupo de Klein de las cuatro transformaciones INRC.
Implicaciones didácticas del enfoque piagetiano Desde el punto de vista educativo, la teoría de Piaget ha aportado un conocimiento acerca de las diferencias en las capacidades cognitivas del niño y del adolescente, destacando el carácter concreto del pensamiento infantil y el carácter abstracto que debería poseer el de los adolescentes de modo de razonar “a pa rtir de hipótesis que no se refieren a la realidad concreta, empíricamente observable, sino que operan en el mundo de los posible” (García Madruga y Carriedo López, 2003, p.243).
Para Piaget el aprendizaje es función del desarrollo: un sujeto no puede aprender algo que no se corresponda con sus posibilidades asimilativas y de acomodación. Si el nivel de dificultad del conocimiento que se le presenta a un estudiante está por encima de su estructura cognitiva, no podrá darle significado y no logrará aprenderlo. En consecuencia, la acción educativa deberá organizarse de manera que contemple las posibilidades de construcción personal de los estudiantes. Se señalan, a continuación, algunas orientaciones para la enseñanza de las Ciencias Naturales en la escuela secundaria desde esta perspectiva: 1. Los objetivos para organizar un currículo deben estar centrados en el estudiante, atendiendo al desarrollo de su pensamiento. 2. Los contenidos no tienen que ser pensados como fines, sino como instrumentos para desarrollar el pensamiento de quien aprende. 3. El aprendizaje El aprendizaje es un proceso constructivo proceso constructivo interno y depende del nivel de desarrollo del sujeto. Por lo tanto, no han de enseñarse contenidos que estén por encima de dicho nivel o que demanden procedimientos y procesos que no tiene aún capacidad de realizar. 4. El enfoque didáctico ha de intensificar y diversificar las interacciones del estudiante con las situaciones ligadas al contenido de enseñanza, sobre todo de aquellas que les resulten nuevas. Esto enriquecerá sus esquemas y, en consecuencia su capacidad asimiladora.
5. Prever un diseño abierto para el desarrollo de nuevos conceptos, con tiempos no predeterminados con rigidez, de modo que puedan generarse dudas, errores, tanteos, contradicciones y debates entre los estudiantes. 6. Las actividades han de orientarse para enriquecer el significado del contenido que se enseña frente al significante (expresión verbal o simbólica). 7. El aprendizaje es un proceso de reorganización cognitiva. 8. En el desarrollo del aprendizaje son importantes los conflictos cognitivos o contradicciones cognitivas al alcance de la capacidad asimiladora del estudiante. Los desequilibrios que ellos generan en el estudiante, lo llevan a que se esfuercen por alcanzar nuevos equilibrios, con la derivación de avances en la estructura cognitiva. 9. La experiencia física supone una toma de conciencia de la realidad que facilita la solución de problemas e impulsa el aprendizaje.
El modelo de enseñanza expositiva y el aprendizaje significativo de Ausubel
Ausubel, Novak y Hanesian (1997) cuestionan el supuesto de compatibilidad entre la mente del estudiante y la mente de un científico que subyace en el modelo de enseñanza por descubrimiento. Basan sus críticas en las limitadas capacidades propias que muestran los estudiantes en el aula y en las evidencias encontradas en las personas, en general, sobre las formas de encarar cuestiones cotidianas alejadas de la manera de abordar las problemáticas por los científicos. Las investigaciones (Buteler, Coleoni y Gangoso, 2008;Driver, Squires, Rushworth, Wood-Robinson, 1999; Massa et al. 2001;Saltier y Viennot, 1985; Sánchez, 2011) muestran que el pensamiento de los estudiantes se caracteriza por la presencia de numerosos sesgos y por recurrir a reglas heurísticas que se desvían bastante de los procedimientos científicos. Según Ausubel, Novak y Hanesian (1997), una enseñanza basada en el descubrimiento sería accesible para muy pocos estudiantes de la escuela secundaria y, en ese caso, los objetivos de la educación científica para este nivel de la escolaridad se alcanzarían parcialmente por cuanto no se adecuarían a las capacidades y condiciones de la mayoría de los estudiantes.
La investigación en Educación en Ciencias Naturales en la línea cognitiva ha mostrado que existen diferencias significativas en la manera en las que los expertos (los científicos) y los novatos (los estudiantes y las personas, en general) organizan, representan y procesan la información recogida para construir conocimiento (Massa, Sánchez y Llonch, 2002; Sánchez, Massa y Llonch 2,000). También es diferente la manera en que almacenan el conocimiento elaborado en su memoria a fin de activarlo y recuperarlo cuando se requiera ante una tarea específica. Los físicos expertos parecen representar mentalmente los problemas de la física en términos de conceptos y leyes involucrados en una teoría mientras que los estudiantes lo hacen incluyendo características superficiales dela situación planteada en un problema (Chi, Glaser y Farr, 1988; Vosniadou, Ioannides, Dimitrakopoulou y Papademetriou, 2001). Por ejemplo, ante una situación que muestra el movimiento de un bloque sobre una rampa o plano inclinado, los novatos se forman una representación del concepto del plano inclinado conteniendo sus características geométricas(ángulo de inclinación, altura) para orientar su análisis. Por el contrario, los físicos expertos organizan sus representaciones del plano inclinado alrededor de las leyes de Newton o bien con la relación trabajo-energía. Ausubel sostiene que para fomentar la comprensión de la ciencia, lo que él denomina el aprendizaje significativo de la misma, no hay que recurrir tanto al descubrimiento por parte del estudiante como a mejorar la eficacia de las exposiciones del profesor o de los libros de texto. Ausubel, Novak y Hanesian (1997) entiende que el mecanismo humano de aprendizaje por excelencia para aumentar y preservar los conocimientos es el aprendizaje receptivo significativo, tanto en el aula como en la vida cotidiana. El aprendizaje significativo por recepción es importante en la educación porque es el mecanismo humano por excelencia que se utiliza para adquirir y almacenar la vasta cantidad de ideas e información representada por cualquier campo de conocimiento. La adquisición y retención de grandes cuerpos de conocimientos realmente constituyen un fenómeno muy impresionante, considerando que los seres humanos, en primer lugar y a diferencia de las computadoras, pueden aprehender, e inmediatamente recordar, únicamente unos pocos ítems discretos de información que se presentan en un solo momento, y en segundo lugar, que la memoria para las listas aprendidas por repetición que reciben presentaciones
múltiples es notoriamente limitada por el tiempo y con respecto a la longitud de la lista, a menos que se reproduzcan con frecuencia y se vuelvan a aprender una y otra vez. La tremenda eficacia del aprendizaje significativo se debe a sus dos características principales: su sustancialidad 7 y su falta de arbitrariedad (Ausubel, 2002, p.47). El aprendizaje significativo supone un proceso mediante el cual se relaciona un nuevo conocimiento o una nueva información con la estructura cognitiva de quien aprende de forma no arbitraria y no literal (sustantiva). Las nuevas ideas pueden ser aprendidas y retenidas si existen en la estructura cognitiva del sujeto conceptos o proposiciones claras, estables, precisos y relevantes que actúen como subsumidores8 o puntos de anclaje de las nuevas ideas. Se produce así una interacción entre esos nuevos contenidos y los subsumidores relevantes en un proceso de asimilación como resultado del cual se relacionan y se modifican tanto los primeros como los segundos, adquiriendo nuevo significado (Moreira, 2000). Es decir, de la interacción entre la nueva información (a) y el subsumidor o idea/concepto ya establecida (A) resulta un producto (A’a’), en e l que no sólo la nueva información (a) adquiere nuevo significado (a’) sino que también se
resignifica la idea subsumidora (A’). Durante la fase de retención, el producto se disocia en A’ y a’ y entra en una fase obliteradora donde (A’a’) se reduce a A’ , según se muestra
en la Figura 2. Idea nueva, potencialmente significativa a
Se relaciona con y es asimilada por
Idea ya establecida
Generando un producto interaccional
Disociable en
Reducible a la idea más estable
A
a’A’
a’ + A’
A’
Figura 2.Proceso de asimilación de una nueva idea en un aprendizaje significativo (Extraído de Moreira y Greca, 2003, p.305)
Esta suerte de olvido de a’ facilita nuevos aprendizajes y retenciones en una continuación temporal del proceso. Además, el olvido no es total: los olvidos están obliterados en A’ y se pueden recuperar fácilmente en un re -aprendizaje de relativa
rapidez. 7
Nota aclaratoria: Debe entenderse como no literalidad. También se lo suele denominar subsunsor .
8
En la teoría de la asimilación de Ausubel et al. (1997), la variable independiente más importante para que se produzca aprendizaje significativo es la estructura cognitiva del individuo: “ Si tuviese que reducir toda la psicología educativa a un solo principio,
enunciaría éste: el factor más importante que influye en el aprendizaje es lo que el alumno ya sabe. Averígüese esto, y enséñese consecuentemente ” (p.1). En el aprendizaje significativo, el estudiante no es un receptor pasivo ya que debe hacer uso de los significados que ya internalizó y debe estar predispuesto a aprender a fin de captar los significados que los materiales educativos y la exposición del profesor le ofrecen. La organización jerárquica que se supone adopta la estructura cognitiva que construye una persona en la dinámica de un aprendizaje significativo deriva de dos procesos dinámicos esenciales que justifican su funcionamiento: la diferenciación progresiva progresiva y la reconciliación integradora. integradora. Según Ausubel, Hanesian y Novak (1997) la organización de los contenidos en una determinada área de conocimientos “ consiste en una estructura
jerárquica en la que las ideas más inclusivas ocupan el ápice e incluyen las proposiciones, conceptos y datos fácticos, progresivamente menos inclusivos y más finamente diferenciados” (p.173). En ese proceso, al mismo tiempo que está diferenciando progresivamente su estructura cognitiva, está también haciendo reconciliación integradora para poder identificar semejanzas y diferencias. De esta manera reorganiza su conocimiento. La teoría de Ausubel es una teoría acerca del aprendizaje en el aula, de adquisición de campos organizados de conocimiento en situación formal de enseñanza. Desde el punto de vista didáctico, sostiene que el currículo de una disciplina, en determinado curso escolar, debe organizarse en una jerarquía conceptual, es decir, siguiendo un orden de lo general a lo específico, por procesos de diferenciación conceptual progresiva. Además, en el proceso de enseñanza, para que una explicación (oral o escrita) resulte eficaz, es preciso que establezca de modo explícito relaciones entre la nueva información que va a presentarse (a en la Fig.2) y ciertos conocimientos que ya están presentes en la estructura conceptual del estudiante (A en la Fig.2). Si no existieran
ideas inclusoras, es decir, en ausencia de subsumidores pertinentes o cuando su activación directa resulta poco probable, es preciso recurrir a un organizador previo, cuya función es la de tender un puente cognitivo entre lo que el estudiante ya sabe y lo que necesita saber antes de aprender significativamente el contenido en cuestión. Los organizadores previos han de tener un nivel de generalidad mayor que las nuevas ideas a aprender, atendiendo al principio de diferenciación progresiva. Esto constituye la primera fase en el diseño de una secuencia de enseñanza basada en esta teoría. En una segunda fase el profesor presenta el material (lecturas, discusiones, experiencias, exposiciones, etc.) y guía la atención de los estudiantes de forma que capten esa organización en forma explícita a través de su exposición. En una tercera fase, se refuerzan todas las relaciones conceptuales establecidas, no solo entre el organizador previo y el material de aprendizaje, sino también con otros conocimientos anteriormente presentados, de forma que se haga una vez más explícita la estructura conceptual del currículo. Esto responde al proceso de reconciliación integradora que modifica la estructura de conocimiento inicial, y la dota de nuevos significados. De lo señalado, puede derivarse que este modelo de enseñanza puede resultar útil en el aprendizaje de nuevas nociones científicas cuando el estudiante dispone de conocimientos previos adecuados que les permita asimilarlas, o bien cuando el docente dispone de un organizador previo que pueda actuar como puente cognitivo entre el existente y el nuevo a construir. De alguna manera, uno y otro deberán ser compatibles dentro de una cadena lógica de significados, de modo que se puedan ajustar en forma progresiva las concepciones de los estudiantes. Sin embargo, este enfoque de enseñanza no resulta eficaz en forma inmediata o su eficacia puede ser dudosa cuando existan nociones previas diferentes a aquellas sobre las que se basan, es decir, nociones intuitivas organizadas desde el sentido común que se contraponen a las ideas científicas, como es el caso de las concepciones alternativas, presentadas en el capítulo 2. Tal es la idea desde lo que un estudiante percibe en el mundo relativo a la necesidad de ejercer una fuerza sobre un cuerpo para que siga su movimiento con velocidad constante sobre una trayectoria rectilínea y la noción de inercia asociada a un cuerpo de conservar su
movimiento rectilíneo y uniforme sin fuerza aplicada. La existencia de teorías implícitas relacionadas con contenidos de la disciplina y cuyos principios son incompatibles con las teorías científicas constituiría un obstáculo para la enseñanza desde una perspectiva ausubeliana dado que se requiere una reestructuración de esas concepciones de base de los estudiantes.
Modelo de enseñanza derivado de la Teoría de los Campos Conceptuales de Vergnaud
En los últimos años se han venido desarrollando investigaciones y propuestas de enseñanza en Ciencias Naturales, focalizadas sobre el estudiante desde la Teoría de los Campos Conceptuales de Vergnaud (1990), inicialmente utilizada en el área de la Matemática. Esta es una teoría psicológica sobre el proceso de conceptualización que deviene de actividades cognitivas complejas como ocurre en los aprendizajes científicos. Vergnaud, discípulo de Piaget, avanza en el desarrollo de las estructuras generales del pensamiento y las operaciones lógicas profundizando en el estudio del funcionamiento del “sujeto -en-situación” (Moreira, 2002).Considera que la teoría de Piaget ha mostrado
que el conocimiento y la inteligencia se desarrollan en un período largo de tiempo pero queda limitada en su interpretación del pensamiento con las operaciones lógicas generales, al no tener en cuenta que el desarrollo cognitivo depende de situaciones y contenidos específicos de un dominio conceptual (Vergnaud, 1998). Su teoría toma como base las ideas de Piaget de esquema, adaptación, desequilibración y re – equilibración. También, introduce aportes de la teoría de Vygotsky (1995) al incorporar la interacción social, el lenguaje y la simbolización en el proceso de conceptualización de un estudiante. Dado que orienta su teoría a la enseñanza de dominios de contenido específico, también reconoce la importancia que tienen las actividades que organice el docente para el desarrollo de esquemas en la ‘zona de desarrollo próximo’ durante el aprend izaje (Vergnaud, 1998).
La Teoría de los Campos Conceptuales propone una interpretación acerca de la manera en que se organizan las ideas en la mente de un sujeto y se generan nuevos conceptos y representaciones a lo largo del tiempo frente a nuevas situaciones que se le presenten,
es decir, atiende al funcionamiento y al desenvolvimiento cognitivo de un sujeto. Es una teoría que busca dar cuenta de la complejidad del proceso de conceptualización. Los conceptos previos son relevantes ya que son aquellos con los que encara las situaciones presentadas. A diferencia del sujeto “epistémico” de la Teoría de Piaget, para Vergnaud el sujeto es siempre un “sujeto -en-situación” para posibilitar el estudio de su funcionamiento y
desenvolvimiento cognitivo. “Uno de los presupuestos básicos es que el conocimiento se constituye y se desenvuelve
en el tiempo, en interacción adaptativa frente a las situaciones que experimenta. El funcionamiento cognitivo de un individuo (niño, adolescente o adulto), cuando se enfrenta a una cierta situación, tiene que ver con los conocimientos que ya dispone y con los aspectos nuevos que esos conocimientos incorporan por estar siendo empleados para abordar una situación diferente” (Stipcich, 2004).
Para Vegnaud el conocimiento no es ni teórico ni práctico, ya que el mismo se expresa en forma de enunciados y de procedimientos. En este sentido, rechaza la clasificación en contenidos conceptuales y contenidos procedimentales. Considera que un procedimiento no puede estar vacío de conceptos. Para Vergnaud, el conocimiento está organizado en campos conceptuales cuyo dominio, por parte del sujeto, ocurre a lo largo de un extenso período de tiempo, a través de experiencia, madurez y aprendizaje. Campo conceptual es, para él, un conjunto informal y heterogéneo de problemas, situaciones, conceptos, relaciones, estructuras, contenidos y operaciones del pensamiento, conectados unos a otros y, probablemente, entrelazados durante el proceso de adquisición (Moreira, 2002). El constructo campos conceptuales es introducido por Vergnaud con una concepción de complejidad en el proceso de conceptualización a partir de considerar que: 1) un concepto no se forma dentro de un solo tipo de situaciones; 2)una situación no se analiza con un solo concepto; 3) la construcción y apropiación de todas las propiedades de un concepto o de todos los aspectos de una situación es un proceso de largo aliento que se extiende a lo largo de los años, con analogías y mal entendidos entre situaciones,
entre conceptos, entre procedimientos, entre significantes (Vergnaud, 1983a, p.393 cit. en Moreira, 2002). La teoría considera que el sujeto dispone de esquemas, como organización cognitiva, para interpretar la realidad e interiorizarla (representarla). Define el esquema como una organización invariante del comportamiento (en sus diferentes modos de proceder: gestos, conductas, expresiones, desenvolvimientos sociales, etc.) para una cierta clase de situaciones (Vergnaud, 1990). Actúa como una suerte de articulador entre lo real y la representación; es también un regulador (Stipcich, 2004). En los esquemas que se deben investigar los conocimientos en acción del sujeto, es decir, los elementos cognitivos que hacen que la acción del sujeto sea operatoria. Para Vergnaud, el desarrollo cognitivo consiste en el desarrollo de un vasto repertorio de esquemas, de distinto tipo: perceptivo-gestuales (contar objetos, hacer un gráfico o un diagrama), verbales (hacer un discurso), sociales (seducir a otra persona, gerenciar un conflicto), algoritmos (que utilizarse repetidamente en las mismas situaciones se transforman en esquemas ordinarios o hábitos). En un esquema pueden reconocerse cuatro elementos: las finalidades (metas) y anticipaciones: un esquema está siempre dirigido a
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situaciones en las cuales el sujeto encuentra una posible finalidad de su actividad, y prever que se produzca determinado efecto; -
reglas de acción: del tipo de inferencias condicionales “si…entonces…”que actúan como generadoras de secuencias de acciones del sujeto; son reglas orientadas a la búsqueda de información y de control de los resultados emergentes de la acción;
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invariantes operacionales: son los conocimientos que están contenidos en los esquemas, constituyendo su núcleo conceptual (implícito o explícito). Contiene la información que permite inferir las reglas de acción, las finalidades y anticipaciones. Entre estos invariantes se encuentran los conceptos-en-acción y los teoremas-enacción. Los conceptos-en acción no son necesariamente conceptos científicos, sino que son conceptos o categorías que el sujeto estima relevantes para la situación con la que se enfrenta. Los teoremas-en-acción son proposiciones tenidas como verdaderas frente a lo real y es los conceptos-en-acción son parte de ellos, por lo
tanto, tienen una organización más complejas que estos últimos. Las reglas de acción son las que orientan en la construcción de teoremas en acción; -
posibilidades de inferencia, tienen en cuenta las posibles anticipaciones que se pueden realizar en función de los invariantes que dispone el sujeto y de la información disponible.
En este marco teórico, el desarrollo cognitivo deviene de la interacción esquema – situación, sustituyendo la interacción sujeto – objeto planteada por Piaget. Pero tal interacción difiere según la clase de situación. Hay situaciones en las que el sujeto dispone de las competencias necesarias al tratamiento relativamente inmediato de la situación. En ellas el sujeto evidencia conductas ampliamente automatizadas, organizadas por un solo esquema. En la segunda clase de situaciones, no dispone de todas las competencias necesarias, debiendo reflexionar y explorar, con dudas, con tentativas a veces exitosas y otras frustradas, que puede llevar a éxitos o fracasos. Utiliza sucesivamente varios esquemas, que deben ser acomodados, desarticulados y recombinados e que, incluso, pueden competir entre sí para el logro de la meta deseada. En general, en los esquemas parte de las conductas son automática y parte responden a decisiones conscientes del sujeto. Los esquemas de la teoría de Vergnaud están en el centro del proceso de adaptación de las estructuras cognitivas, manteniendo la idea piagetiana, como se indicara anteriormente, si bien con un alcance mayor (Vergnaud, 1990). Es importante destacar que las situaciones a las que Vergnaud hace referencia en su teoría hay que entenderlas como un complejo entramado de tareas que involucran objetos, propiedades y relaciones en un tiempo y espacio determinado, junto al propio sujeto y sus acciones. (Franchi, 1999, cit. en Moreira, 2002). Una situación es para Vergnaud (1990) una combinación de tareas y problemas que, por la acción del sujeto al abordarlas, va logrando un progresivo dominio de ellas. En ese proceso el sujeto va organizando los campos conceptuales que modelan su conocimiento. Es por ello que Vergnaud (1990) define un concepto como un triplete de tres conjuntos, C = (S, I, R) donde:
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S es un conjunto de situaciones que dan sentido al concepto y que actúan como referente del concepto;
-
I es un conjunto de invariantes (objetos, propiedades y relaciones) sobre las cuales reposa la operacionalidad del concepto, o un conjunto de invariantes que pueden ser reconocidos y usados por los sujetos para analizar y operar con las situaciones del conjunto S. en este conjunto reside el significado del concepto;
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R es un conjunto de representaciones simbólicas (lenguaje natural, gráficos y diagramas, sentencias formales, etc.) que pueden ser usadas para indicar y representar esos invariantes y, consecuentemente, representar las situaciones y los procedimientos para operar con ellas; constituye el significante del concepto.
Moreira (2002) sostiene que la Teoría de los Campos Conceptuales, en tanto teoría de aprendizaje, puede complementar la Teoría ausubeliana del Aprendizaje Significativo, al ofrecer con su constructo campo conceptual un referencias para comprender, explicar e investigar el proceso de aprendizaje significativo en su estructura final. Un modelo de enseñanza derivado de esta teoría se integra con la consideración de: un contenido disciplinar -caracterizado en sus dimensiones epistemológica, histórica, conceptual-procedimental y representacional-, con finalidades y alcances compatibles con las posibilidades de aprendizaje en un determinado nivel de la escolaridad; un estudiante motivado, en un rol activo, actuando frente a las situaciones que se le presenta; un profesor como mediador con la función de ayudar a los estudiantes a desarrollar su repertorio de esquemas y representaciones ante las situaciones; un ámbito (espacio y tiempo) para dar lugar a una dinámica de acciones e intercambios. Desde esta perspectiva, el modelo demanda: -
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enunciar los propósitos de la propuesta didáctica; elaborar situaciones que permitan la identificación de los conocimientos previos necesarios para el aprendizaje del nuevo concepto;
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organizar una secuencia de contenidos con fuerte énfasis conceptual; organizar actividades que involucren planos diferentes de acción de los estudiantes en vías de dotar de significado al campo conceptual específico.
Capítulo III Ciencias Naturales en la escuela secundaria: ¿cómo y qué enseñar? Linda Darling-Hammond, reconocida en el 2007 como una de las diez personas más influyentes en el campo de la educación en EEUU, señala como las expectativas del aprendizaje en el siglo XXI (Darling-Hammond, 2009, citado en Garritz, 2010, p.316): “aptitud para comunicarse, adaptabilidad para el cambio; capacidad para trabajar en
grupo; preparación para resolver problemas; aptitud para analizar y conceptualizar; capacidad para meditar y mejorar el desempeño; aptitud para autoadministrarse; capacidad para crear, innovar y criticar; aptitud para involucrarse en aprender cosas nuevas, siempre; y capacidad para cruzar las fronteras de los especialistas .” Es evidente que ello requiere diseñar un curriculum escolar y orientar las prácticas en el aula en torno a problemáticas que el estudiante reconozca como socialmente relevantes, con una organización y secuenciación de actividades por parte del docente que permita al estudiante explicitar sus ideas, confrontarlas con las de sus compañeros, reflexionar sobre su coherencia explicativa, sondear nuevos puntos de vista (en particular, aquellas aportadas por el conocimiento científico actual), negociar significados, organizar nuevas modelizaciones y analizar su potencialidad interpretativa. En los capítulos anteriores se han presentado algunos enfoques significativos que modelaron la enseñanza de las Ciencias Naturales en las últimas décadas. Ellos han mostrado la complejidad de su enseñanza al focalizar distintos factores que intervienen como muestra la Fig. 3 respecto a lo presentado en la Fig.1 del capítulo 1.
Modelos de enseñanza Pensamiento del profesor Construcción del conocimiento científico
P (Profesor) Ciencia del profesor Problemática CTSA
Desarrollo cognitivo
O (objeto de conocimiento) CIENCIA ESCOLAR
S (Sujeto)
Pensamiento del estudiante
I (formas de interpretar)
Lenguaje de las Ciencias Naturales
Cambioconceptual
Modelos
Figura 3. Aportes a la relación de conocimientos de los modelos didácticos
Desde la investigación en Didáctica de las Ciencias Naturales y con base en fundamentos teóricos, como se ha presentado en los capítulos que anteceden, la enseñanza de las Ciencias Naturales ha estado sujeta a diferentes iniciativas de innovación. El objeto de conocimiento dejó de ser solo lo estrictamente conceptual para incluir en los contenidos a ser enseñados en la educación secundaria los aspectos procedimentales y actitudinales que hacen al proceso de construcción del conocimiento científico en la escuela. También se le otorga una especial importancia a las valoraciones y disposiciones del estudiante hacia estas ciencias en su contexto de acción. Las innovaciones se orientaron al desarrollo de aquellas habilidades y destrezas requeridas para que los estudiantes construyan y re-signifiquen, mediante procesos reflexivos, los conocimientos científicos mientras aprenden. El desarrollo de dichas habilidades y destrezas se corresponde con las capacidades que se requieren para estar
en condiciones de afrontar nuevas situaciones utilizando lo aprendido en las clases de Ciencias Naturales (Labarrere, 2006; Quintanilla, 2006). Sin embargo, no hay acuerdo generalizado acerca de la orientación que debe darse a la formación de un estudiante secundario en el área de las Ciencias Naturales: ¿acercar a jóvenes y adolescentes a la ciencia de los expertos?, ¿promover una mayor comprensión de los problemas cotidianos?, ¿alfabetizar para el acceso a una cultura científica?, ¿generar nuevas formas de mirar, de pensar, de actuar y de valorar el mundo?
El conocimiento científico, el conocimiento escolar y el conocimiento cotidiano Independientemente de la finalidad asociada con la enseñanza de distintas disciplinas que integran las Ciencias Naturales, en cualquiera de esas posiciones se reconoce la identidad de una ciencia escolar en cuanto conocimiento que se construye en la escuela y que difiere tanto de la ciencia en sí, es decir, del conocimiento científico actualmente consensuado en la comunidad específica, como del conocimiento cotidiano que organiza cualquier sujeto desde su sentido común, de sus experiencias diarias y de la información que recibe a través de distintos medios de comunicación (García, 1998; Sanmartí, 2002). El conocimiento científico refiere a la ciencia de los científicos, comprendiendo tanto teorías consolidadas tales como: la teoría del movimiento de Newton, la teoría electromagnética de Maxwell, la teoría de Darwin, la teoría cinética de los gases ideales y otras en pleno desarrollo de sus alcances interpretativos como la teoría de cuerdas y teoría de campos. La ciencia de los científicos que suele tomarse como referente muestra un desarrollo bastante lineal del conocimiento, omitiéndose la complejidad del proceso constructivo ya que se omiten los desacuerdos y las ideas no fructíferas que debieron ser abandonadas. Es pertinente mencionar al respecto la caracterización de la Física que realizara Halbwachs (1985) desde tres dimensiones de análisis: la “ Física del físico ” –como
dimensión de producción de conocimiento científico teórico y práctico – definida básicamente por la estructura de conceptos, relaciones y transformaciones que constituyen los modelos teóricos sobre los que se asientan las explicaciones de eventos y procesos; la “ Física del alumno” –como dimensión cultural para la comprensión del
entorno material y social – que comprende sus propias concepciones, sus modelos interpretativos, sus motivaciones e intereses; y, finalmente, la “ Física del profesor ” –como
dimensión psicopedagógica/didáctica – comprendiendo los criterios, procedimientos para adecuar los contenidos a ser enseñados en función de las características del alumnado (Stipcich y Massa, 2000). El reconocimiento de estas tres dimensiones puede hacerse extensivo a las otras disciplinas. García (1998), desde una posición crítica, diferencia el conocimiento escolar del conocimiento científico y del conocimiento cotidiano. Sostiene que el conocimiento escolar debe constituirse como un enriquecimiento del conocimiento cotidiano, basado en un modelo de desarrollo (individual y social) que le permita comprender y actuar en su medio con una visión de conjunto; con capacidad para actuar colaborativamente, con autonomía y creatividad; con una mirada reflexiva y responsable en las tareas en las que se comprometa, atendiendo a la complejidad del contexto social actual. En esta posición, que compartimos, se excluye la idea de una enseñanza de las Ciencias Naturales orientada a una sustitución o reemplazo del conocimiento cotidiano por un conocimiento escolar más cercano al conocimiento científico (como ha sido la base de los modelos de cambio conceptual). Por el contrario, se concibe la enseñanza de las Ciencias Naturales como un proceso en el cual se trabaja en el aula tomando como referentes tanto el conocimiento cotidiano (pensamiento del estudiante construido desde lo intuitivo, desde las experiencias, desde las ideas de su contexto inmediato) como el conocimiento científico (pensamiento consensuado entre quienes construyen las ciencias). En la dinámica del aula, el modelo didáctico del profesor opera para complejizar el conocimiento cotidiano con nuevos significados, precisando términos, introduciendo nuevos lenguajes y formas de interpretación, de acuerdo a las capacidades de los estudiantes. De esta forma, el conocimiento escolar puede entenderse como un conocimiento cotidiano complejizado, con el cual la escuela contribuye en generar una nueva mirada sobre el contexto cotidiano del estudiante. Esta mirada se centra sobre un conjunto de ideas esenciales que actúan para estructurar/organizar amplios campos del saber a aprender, de modo de reconocer y valorar estructuras generales comunes y relacionarlas con las conceptuales propias de las disciplinares.
García (1998) propone una redefinición del concepto de transposición didáctica (Astolfi didáctica (Astolfi y Develay, 2002; Chevallard, 1991; Johsua y Dupin, 2005) en tanto proceso de reelaboración del conocimiento científico disciplinar para convertirlo en conocimiento escolar desde una mirada centrada en el primero y que privilegia como legítimo y legitimador. Este autor considera necesario sustituirlo por la noción de integración y transformación didáctica ya que considera que el conocimiento a ser enseñado requiere una profunda tarea de re-elaboración y procesamiento y ser organizado recurriendo a diversas fuentes, tomar sus aportes y articularlos para dar sentido a un conocimiento escolar diferenciado al responder a cuestiones como las que señalan Porlán y Martín (1994, cit. en García, 1998, pp.21-22): -
¿Qué problemas éticos, ambientales o sociales están asociados con el tópico que va a ser objeto de enseñanza-aprendizaje?
-
¿Qué conceptos científicos son adecuados para organizar el conocimiento escolar relativo al tópico?, ¿cuáles permiten trabajar conceptos “puente” con otras
materias curriculares?, ¿cómo ha sido la construcción de dichos conceptos en la historia de la ciencia? -
¿cuáles son los ámbitos de experiencia social y cultural más relevantes en relación con el tópico?, ¿qué concepciones cotidianas se ponen en juego?, ¿qué concepciones tienen los alumnos al respecto?
-
¿Cuál es el conocimiento escolar deseable para los alumnos en relación con el tópico?, ¿cómo formular y organizar dicho conocimiento teniendo en cuenta los aspectos epistemológicos, históricos, sociales y de otro tipo que están implicados, ¿cuáles son los criterios que hay que emplear en la selección y organización de los contenidos escolares?
El conocimiento del profesor En este proceso es fundamental el conocimiento que dispone el profesor como organización compleja. Shulman (1986) propuso un dominio especial de conocimiento del profesor, que denominó conocimiento didáctico del contenido (en contenido (en inglés: pedagogical
content knowledge), señalando la necesidad de disponer de un conocimiento del contenido especial para la enseñanza de una disciplina. Este conocimiento actúa como puente entre el conocimiento del contenido disciplinar y la práctica de su enseñanza en el aula. Así, propuso tres categorías del conocimiento del profesor: -
conocimiento de la disciplina: disciplina : comprende las estructuras conceptuales de la disciplina a enseñar y su organización, así como las reglas y procedimientos que proveen su dimensión sintáctica;
-
conocimiento didáctico del contenido: contenido : comprende una clase de conocimiento que le permite al docente transformar el conocimiento del contenido disciplinar (conocimiento científico) para ser enseñado y adaptarlo a las variaciones en capacidades de los alumnos y al contexto en que se desarrolla la tarea docente. Es una forma especial de entendimiento profesional docente, que requiere que el profesor interprete la disciplina a enseñar, encuentre diferentes formas para representarla y hacerla accesible a los alumnos. En este sentido difiere del conocimiento de un experto disciplinar (el científico) y también del conocimiento pedagógico general común a los docentes de distintas disciplinas. Al conocimiento didáctico del contenido le incumbe la representación y formulación de conceptos, las técnicas pedagógicas, el conocimiento sobre qué hace a los conceptos difíciles o fáciles de aprender, el conocimiento sobre las ideas previas de los alumnos y las teorías de epistemología. Además involucra conocimiento de estrategias de enseñanza que incorporan representaciones conceptuales apropiadas para abordar el trabajo con las dificultades de los alumnos y fomentar un entendimiento significativo. Además incluye conocimiento sobre lo que los estudiantes traen a escena en la situación de aprendizaje, conocimiento que podría facilitar u obstaculizar la tarea de aprendizaje que se está realizando (Sgreccia, 2012, p.63). Según Shulman y Sykes (1986) es un conocimiento que habilita al profesor para responder
a
la
pregunta:¿Qué pregunta:¿Qué
analogías,
metáforas,
ejemplos,
símiles,
demostraciones, simulaciones, manipulaciones, son las formas más efectivas para comunicar los entendimientos apropiados o las actitudes de este tópico a estudiantes con antecedentes particulares? (p.9); particulares? (p.9);
-
conocimiento del currículum: comprende aquello que debe conocerse para interpretar las normativas curriculares, organizar sobre su base un programa de estudios en un año escolar, planificar actividades de enseñanza y procesos de evaluación, usar recursos curriculares (libros de texto, guías didácticas) que aborden los contenidos a desarrollar.
Shulman (1989) amplía a siete categorías los conocimientos que debe poseer el docente al abordar la enseñanza. Así agrega a las tres anteriores, las siguientes: -
conocimiento pedagógico: en referencia a los fundamentos generales de la educación, principios y estrategias de gestión y organización de la clase que son comunes a las diferentes asignaturas o materias;
-
conocimiento de los alumnos y sus características: comprende las concepciones teóricas acerca del sujeto que aprende;
-
conocimiento de los contextos educativos: comprende aspectos la organización, dirección y financiamiento de las instituciones escolares, la estructura de la profesión docente,así como las características de las organizaciones socialesy las culturas en las que están inmersas las escuelas y centros educativos;
-
conocimiento de los fines, propósitos y valores de la educación: comprende las bases filosóficas e históricas de la educación, así como las cuestiones éticas implicadas.
Shulman (1986, 1989) realizó un aporte innovador para su época como respuesta a su reclamo al énfasis de las investigaciones vinculadas con el conocimiento disciplinar de los profesores o con el conocimiento en el área pedagógica, realizadas por separado como dominios mutuamente excluyentes. Para él la consecuencia práctica de tal exclusión fue la producción de los programas de formación docente en los cuales predominaba el foco en la disciplina o en la pedagogía. Para hacer frente a esta dicotomía, Shulman propuso considerar la relación necesaria entre los dos mediante la introducción de la noción de conocimiento didáctico del contenido. Shulman suponía que a través del proceso de planificación y enseñanza del contenido específico, los docentes desarrollarían formas más potentes de conocimiento de la materia o asignatura a enseñar, es decir, una forma integral de conocimiento del contenido.
Según Rollnick, Bennett, Rhemtula, Dharsey y Ndlovu (2008), la idea de conocimiento didáctico del contenido está asociado con la manera en que los docentes enseñan su materia mediante el acceso a lo que ellos conocen de la disciplina, acerca de los alumnos a los que les están enseñando, el currículum con el que están trabajando y lo que creen que cuenta como buena enseñanza en sus contextos. Gómez (2002) reconoce al conocimiento didáctico del contenido como un entendimiento del profesor desde ser capaz de comprender la materia para ellos mismos a volverse capaz de elucidar la materia en nuevas formas, reorganizar y repartirlo, vestirlo en actividades y emociones, en metáforas y ejercicios, en ejemplos y demostraciones, de manera tal que pueda ser comprendido por sus alumnos.
Finalidades de la enseñanza de las Ciencias en la escuela secundaria Una forma de transposición didáctica tradicional consiste en seleccionar un campo de saber (por ejemplo, electricidad), una teoría con un modelo asociado (por ejemplo, la teoría coulombiana de fuerzas a distancia) y seleccionar la secuencia jerárquica de conceptos, relaciones y procedimientos para organizar las clases para su enseñanza de manera progresiva según lo que se considera la lógica de la disciplina. Esta última etapa de selección de conceptos y organización de la secuencia de abordaje es denominado por Sanmartí (2002) una “desintetización” de la teoría.
En este modelo de enseñanza el profesor trabaja en torno a los significados específicos de los conceptos básicos sobre los cuales se entrama lo teórico y que conoce claramente. No ocurre lo mismo con el estudiante quien debe elaborar el significado de cada nuevo concepto en forma todavía parcial, desde lo que conforma su conocimiento cotidiano, articulando con nociones previas aprendidas, otras veces colisionando con ideas espontáneas y de sentido común que ha ido construyendo asistemáticamente desde sus experiencias cotidianas. Existe hoy un consenso bastante generalizado sobre la necesidad de enfocar la enseñanza de las Ciencias Naturales en la escuela secundaria desde una perspectiva de alfabetización científica para una cultura y un ejercicio ciudadanos. Esto es importante
considerando que, en Argentina en este primer tramo del siglo XXI, se ha extendido la obligatoriedad a esta etapa de la escolaridad. En tanto alfabetización científica, la enseñanza tiende a que los estudiantes adquieran los conocimientos básicos de las diferentes disciplinas que integran las Ciencias Naturales: los conceptos que las estructuran, los modelos que subyacen y los aspectos centrales de las teorías que los entrelazan, las formas y los procedimientos que han desarrollado para observar el mundo, para pensar acerca de él, para interrogarlo e interpelarlo, para elaborar interpretaciones y para valorarlas criteriosamente. La alfabetización no supone solo conocer nuevas palabras, fórmulas o símbolos sino poder expresarse y operar con ellos con sentido. Tampoco supone disponer de información (hoy accesible en libros, en los medios -en especial, Internet-), sino saber cómo procesarla e interpretarla. De nada vale conocer distintos tipos de fuerzas, por ejemplo, si no se sabe reconocer cuáles de ellas están actuando sobre mi cuerpo cuando estoy cuando camino, por ejemplo. Del mismo modo, es poco útil reconocer que H 2O simboliza al agua si no se puede relacionar con los registros observables en un experimento de electrólisis de una solución acuosa, o identificar su presencia y comprender la función que cumple en los organismos vivos. La alfabetización científica también supone conocer acerca de la naturaleza de las ciencias y la producción de conocimientos. Pero tal alfabetización científica es hoy insuficiente si no se la conecta con los problemas cotidianos o con aquellos que tienen una relevancia social y que ofrecen nuevos escenarios, pero no para introducirlos como ejemplos para aplicar los conocimientos o como foco para motivar al estudiante, sino para permitirle profundizar e integrar otras formas de pensamiento aportadas por otras disciplinas, tales como la economía, la biología, la ecología, la sociología. Alfabetizar en vías a la construcción de ciudadanía requiere construir conocimientos para la acción, de manera que le permitan como persona posicionarse ante un problema concreto de su entorno en forma amplia, tener criterios para analizarlo y para orientar la toma de decisiones sobre asuntos que tienen que ver con conocimientos científicos, con procedimientos y habilidades técnicas. En esta perspectiva, la enseñanza ha de estar orientada a desarrollar una comprensión de las Ciencias Naturales coherente, flexible, sistemática y crítica (Hodson, 2003), que le
permitan implicarse en acciones sociopolíticas, con capacidad para reaccionar y actuar responsablemente y comprometida. La investigación en Didáctica de las Ciencias Naturales ha permitido avanzar en la comprensión de los procesos de enseñanza y de aprendizaje. La complejidad evidenciada en este último proceso ha orientado la revisión de enfoques, formas y métodos de enseñanza, al identificar aspectos sobre los que se debe centrar la atención al enseñar, tal como se ha presentado en los capítulos interiores.
¿Cómo seleccionar contenidos? En Argentina, el Ministerio de Educación en acuerdo con el Consejo Federal de Educación establecieron los contenidos curriculares mínimos y los Núcleos de Aprendizajes Prioritarios (NAP) para la educación secundaria, de modo de asegurar la calidad de la educación, la cohesión y la integración nacional establecida en el artículo 85 de la Ley de Educación Nacional Nº 26.206. Los mismos organizan, en los cuatro bloques que se muestran en las Tablas I y II, los cuatro ejes disciplinares y la línea de organización conceptual. Así, el eje Seres vivos define la mirada biológica, demarcando explícitamente los conceptos estructurantes de la disciplina: diversidad, unidad, interrelaciones y cambios. El eje Materiales y sus cambios se centra en el estudio de la materia y sus propiedades, y los modelos con los cuales se inicia la interpretación de la estructura interna de la misma. Los materiales, diferenciados por sus propiedades, muestran la diversidad de la materia, sin embargo con un modelo atómico-molecular se orienta una interpretación que revela unidad. En un sentido más amplio, las nociones: diversidad, unidad, interrelaciones, cambios, materia, a los que corresponde agregar los de espacio y tiempo (involucrados en los cambios) subyacen en el entramado conceptual de las restantes disciplinas que integran las Ciencias Naturales. En ellas la idea de interrelación adopta una forma más específica como interacción, en los ejes Fenómenos del mundo físico y La Tierra, el universo y sus cambios. En ellos se profundiza sobre las tres nociones básicas en que se conceptualiza la interacción: fuerza, campo e intercambios energéticos, con los principios que regulan los mismos. De allí que la comprensión de los fenómenos naturales requieren un trabajo integrado de los docentes.
Tabla I. Núcleos temáticos de Ciencias Naturales para la educación secundaria básica Ciencias Naturales
(12-13 años)
- Origen de la vida - Modelo de célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos. Idea de diversidad celular. Seres vivos: - Funciones: relación, autorregulación diversidad, y control. unidad, - Organismo como sistema integrado interrelaciones y abierto y cambios - Diversidad de seres vivos. Clasificación. - Preservación de la biodiversidad desde el punto de vista ecológico y evolutivo. Teoría atómico-molecular. La tabla periódica y el lenguaje químico: símbolos de elementos y fórmulas de sustancias de la vida cotidiana. Propiedades de los materiales para identificar métodos de Materiales y fraccionamiento. sus cambios Familias de materiales: metálicos, plásticos, combustibles. Consecuencias ambientales de la solubilidad de las sustancias en distintos medios. Cuidado ambiental. -
(13-14 años) -
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Fenómenos del mundo físico
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La Tierra, el universo y sus cambios
Campo de fuerzas: gravitatorio, eléctrico y magnético. Energía potencial: gravitatoria y eléctrica. Interrelaciones eléctricas y magnéticas. Descripción corpuscular de la materia: interpretación de variables microscópica (volumen, presión, temperatura) en términos energía. Efectos de la interacción gravitatoria sobre la Tierra. Las mareas. Movimiento de diversos materiales entre la atmósfera, la geosfera y la hidrosfera, como efecto de la energía proveniente del Sol
Reproducción de los seres vivos: sexual y asexual. Reproducción humana: complejidad y multidimensionalidad de la sexualidad. Reproducción a nivel celular: mitosis y meiosis. Teoría cromosómica de la herencia. Desarrollo histórico de las teorías científicas acerca de la evolución de los seres vivos. Relaciones con temáticas científicas actuales en debate (clonación, alimentos transgénicos, huellas de ADN, etc.). Teoría atómico-molecular para explicar la ley de conservación de la masa y los cambios químicos. Variables que influyen en la velocidad de las transformaciones químicas. Reacción nuclear desde el modelo atómico actual simplificado. Tabla periódica en el estudio sistemático de los elementos. Conocimiento de propiedades de materiales para la identificación de métodos químicos utilizados en la elaboración de otros materiales. Soluciones acuosas ácidas, básicas y neutras. Reacciones químicas en la prevención y reparación del deterioro ambiental. Leyes de Newton como marco explicativo para algunos fenómenos físicos. Radiación, trabajo y calor como forma de intercambio de energía. La luz como fenómeno ondulatorio. Contrastación de los modelos corpuscular y ondulatorio. El espectro electromagnético.
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Clima terrestre a partir de modelos, con variables (posición geográfica, altitud, agua en superficie y/o tipo de vegetación). Comparación de modelos geocéntrico y heliocéntrico del universo Modelos cosmogónicos del Sistema Solar. Tiempo geológico e historia de la Tierra Procesos energéticos básicos en estrellas. Objetos cósmicos (cúmulos de estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias).
Tabla II. Núcleos temáticos de Biología, Física y Química para el ciclo orientado de la educación secundaria Ciclo Orientado Biología En relación con el flujo de la información genética: relación entre cromosomas, genes, ADN, ARN y proteínas, a replicación del ADN y los procesos de reproducción celular modelo de doble hélice del ADN: proceso histórico e implicancias en la comprensión de la transmisión de la información genética mutaciones génicas y cromosómicas, agentes mutagénicos, y su impacto en la salud determinismo biológico y de algunas representaciones sociales en debate procesos biotecnológicos vinculados a la manipulación de la información genética -
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A desarrollarse en 1, 2 o tres años según definiciones jurisdiccionales (15 a 17 años) Física Química Fuentes de energía actuales En relación con las propiedades, y futuras, renovables y no estructura y usos de los materiales: renovables; procesos de explicación y predicción de generación, transporte, propiedades de sustancias y almacenamiento, materiales de la vida diaria y/o de transformación, conservación relevancia científica-tecnológica, en y degradación de la energía, base a nociones de enlaces preservación y consumo químicos, geometría molecular e energético. interacciones intermoleculares fenómenos naturales – ventajas o desventajas del uso de terrestres y celestes – y de diversos materiales aplicaciones tecnológicas, – manufacturados y sintéticos desde las nociones de (materiales compuestos, polímeros partícula, onda y campo poliméricos, nanomateriales) por análisis de su estructura, nociones básicas de propiedades e impacto ambiental Mecánica Cuántica o la Relatividad; funcionamiento representaciones y lenguaje de dispositivos tecnológicos específico básico de la química respaldados en esas teorías (por ejemplo: horno a En relación con las transformaciones microondas, GPS, químicas de los materiales: tomógrafos computados, fenómenos vinculados a reacciones LCD o reactores nucleares) químicas en procesos cotidianos, biológicos, industriales y evolución de las teorías y paradigmas de la Física y su ambientales con modelos relación con las otras explicativos -de ruptura y formación ciencias de enlaces, de transferencia de hidrones (ácido-base), de transferencia de electrones (óxidoreducción) y la teoría de las colisiones aspectos materiales y energéticos de reacciones químicas en la vida cotidiana y en procesos científicotecnológicos, industriales y/o artesanales equilibrio químico y el reconocimiento de las variables que influyen en él en ejemplos biológicos, industriales y ambientales Utilización de los conocimientos químicos en problemas socialmente relevantes (plaguicidas, residuos, el uso racional del agua y la megaminería a cielo abierto)
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En relación con los procesos evolutivos: Teoría sintética de la evolución: variabilidad genética en las poblaciones naturales Biodiversidad actual y pasada por cambios temporales en los seres vivos, procesos macroevolutivos e influencia de la actividad humana Proceso evolutivo de los homínidos: modelos científicos y debates sociales actuales -
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La lectura de los contenidos presentes en las Tablas I y II permite reconocer la importancia que se le asigna a la noción de interacción como contenido de aprendizaje y a la modelización como proceso de construcción del conocimiento en Ciencias Naturales. En consecuencia, ello requiere que las propuestas de enseñanza que se empleen en el aula deben atender al proceso de construcción de modelos, acompañando la conceptualización. En los últimos años se ha insistido en la necesidad de incorporar en la educación secundaria contenidos de las Ciencias Naturales contemporáneas, tales como Relatividad, nociones de Mecánica Cuántica, Ciencia de los Materiales, Biotecnología, Biología Molecular, Ciencias Ambientales. Es evidente que ello demanda revisar los contenidos que tradicionalmente integraban los currículos escolares. Tal como señala Caamaño (2007) una selección adecuada requiere “tener en cuenta su importancia en la estructura lógica de la disciplina, su potencial explicativo, su nivel de complejidad y su relevancia funcional y social” (p.24). Ello demanda reconocer los concept os relevantes y
los modelos que se construyen a fin de comprender las estructuras teóricas fundamentales y que resultan idóneas para interpretar fenómenos y situaciones en el contexto natural y social actual. Asimismo requiere que el profesor también piense y tome decisiones acerca del nivel de profundidad de los tratamientos, atendiendo a las finalidades establecidas. En acuerdo con lo que señala Pro Bueno (2007), la selección de los contenidos a enseñar ha de atender a las nociones y procedimientos que le permitan al estudiante abordar cuestiones que se plantee en relación con el mundo en que se desenvuelve, tanto en lo físico como en lo social. Es importante que se capacite en la práctica de procesos sistemáticos que acompaña una indagación científica, tales como: la selección criteriosa de información cualitativa y cuantitativa, la formulación de preguntas y de conjeturas que orienten respuestas, la adopción de un modelo pertinente, la utilización de los conceptos consensuados de la ciencia actual para interpretar la información, la adopción de formas de validación de sus respuestas y de sostenerlas con argumentaciones con base en las ideas científicas.
Desde el punto de vista social, la selección de contenidos ha de atender a la conservación de los recursos y la diversidad natural para una toma de conciencia de la influencia de las personas sobre el ambiente y la necesidad de su sostenibilidad para las generaciones actuales y futuras. En este sentido, el análisis de hábitos de consumo, de los desarrollos científicos y tecnológicos propician instancias para abordar ejes transversales de mayor complejidad que implicarán trabajar sobre valores y criterios éticos, que no pueden ser ajenos a las prácticas de enseñanzas para futuros ciudadanos.
¿Cómo organizar los contenidos a enseñar? Ha sido usual secuenciar los contenidos atendiendo a la organización de los grandes núcleos conceptuales de las disciplinas atendiendo a las teorías estructuradas. De alguna manera tal organización responde a una secuenciación histórico-conceptual, demarcada por la evolución de las ideas en una forma implícita ya que no siempre el profesor se detiene para contextualizar los conceptos y los modelos explicativos surgidos en función de las preguntas que en su momento orientaron su emergencia. Muchas veces utiliza las referencias históricas como recurso de motivación de los estudiantes. Concibiendo el conocimiento escolar como un enriquecimiento del conocimiento cotidiano orientado a la integración de ideas, García (1998) sostiene la importancia de establecer algunas nociones metadisciplinares como ejes básicos para organizar la currícula de Ciencias Naturales en la escuela secundaria. Menciona como nociones nociones metadisciplinares desde una perspectiva sistémica: diversidad, cambios, sistema, interacción, reorganización permanente. Ellos sirven para organizar una forma de mirar los fenómenos para su estudio, con una perspectiva propia de cada campo disciplinar, a fin de buscar regularidades en los comportamientos de entes complejos (biológicos, ecológicos y sociales). En la Figura 4 se presenta esquemáticamente las relaciones que este autor plantea las relaciones entre los conceptos metadisciplinares.
DIVERSIDAD
CAMBIO
cambio cíclico Diversidad de interacciones
genera coevolución intercambio
genera Complementaridad
cambio evolutivo
genera Recursividad
INTERACCIÓN genera
genera
restricciones
emergencias genera
Organización Niveles de organización SISTEMA
REORGANIZACIÓN PERMANENTE
Figura 4. Relaciones del concepto interacción con los otros conceptos metadisciplinares (extraído de García (1998), p.100)
Un esquema para un análisis conceptual de las interacciones Sobre la base de los conceptos metadisciplinares y relaciones de la Fig. 4, el profesor debe articular la transposición didáctica de las teorías explicativas de su disciplina como contenido de enseñanza. Un aspecto a tener en cuenta es la necesidad de introducir en la escuela secundaria la modelización como proceso básico en la construcción del conocimiento en Ciencias Naturales. Las ideas que caracterizan el conocimiento cotidiano también están sustentadas en representaciones mentales que todo sujeto organiza implícitamente para pensar acerca de las cosas y los hechos que percibe. Para
Johnson-Laird (1983) las personas construyen modelos mentales como análogos estructurales del mundo, como representaciones internas que permiten actuar sobre y con él para interpretarlo, para codificarlo y descodificarlo dentro del propio modelo. Estos modelos mentales son representaciones que permiten comprender el mundo, ya que facilitan la predicción y explicación de los fenómenos y eventos de ese mundo que representan. Permiten, además, establecer inferencias que justifican la funcionalidad de las representaciones. En el proceso educativo es importante introducir actividades en forma progresiva para que los estudiantes expresen sus modelos mentales mediante el habla, los dibujos y gráficos, las acciones, la escritura y los símbolos (Justi, 2006) y también para que los recreen en una dinámica no lineal de entramar nuevas formas de pensar acerca de los hechos durante el aprendizaje de las Ciencias Naturales (Giere, 1999). Es importante que el estudiante comprenda aspectos básicos del proceso de modelización en ciencias como un modo de pensar y estudiar los fenómenos en forma activa. Este proceso puede ser organizado en etapas (Massa y Mulhall, 1992). En la primera de ellas, las actividades deben orientarse para que el estudiante comprenda que, dentro de la amplia y compleja gama de relaciones en que se desarrolla un proceso natural, se hace necesario identificar en forma explícita el objeto de conocimiento y focalizar sobre él el estudio. Tal objeto se constituye en esta etapa en el sistema de estudio S. Es importante que el estudiante reconozca que el sistema S se encuentra vinculado con el resto del Universo mediante diversidad de interacciones atendiendo a su naturaleza e intensidad y que todo cambio en las características del sistema S deberá interpretarse en función de tales interacciones. En este sentido, se orientará la enseñanza para que el estudiante reconozca que las interacciones constituyen el eje sobre el cual se procederá a construir un marco teórico explicativo y que entrama en un sentido dinámico las interpretaciones que devienen del mismo. El análisis de la intensidad de las interacciones entre el sistema S y los restantes objetos/sujetos que integran el Universo permiten identificar el grado de participación de cada constituyente en el evento que se analiza. Así se establecen supuestos, algunos con base en registros empíricos y otros emergentes de concepciones y teorías a las que
adhiere quien focaliza el estudio, acerca de la participación o grado de influencia sobre el sistema S. Como resultado de estas inferencias, comienza a organizarse un modelo del fenómeno. Veamos esto en relación con una situación didáctica para el estudio de movimientos en la clase de Física. El deporte ofrece interesantes oportunidades para la enseñanza de esta disciplina en la educación secundaria ( Massa, Sánchez, D’Amico , Rosolio y Lanas, 2006). Tomemos, por ejemplo, una jugada en un partido de futbol, como muestra la Figura 5. Interesa analizar el movimiento de la pelota, constituyéndose ésta en el sistema de estudio S. El estudiante asume el rol de observador del movimiento e intérprete del mismo inicialmente desde su conocimiento cotidiano para complejizarlo como conocimiento escolar. interacciones S
A elresto de Universo
(la pelota)
O (elestudiante como observador)
Figura 5. Una jugada para el estudio de movimiento y el esquema de interacción asociado
En una segunda etapa, el profesor orientará la enseñanza para que los estudiantes se formulen preguntas acerca de la situación en estudio y conjeturen respecto a la influencia de los diferentes constituyentes del medio o ambiente en que se desarrolla (en principio, lo que podríamos designar como el resto del Universo). En este proceso, sus conjeturas acerca de la intensidad de las interacciones les permitirán reducir la cantidad de constituyentes a considerar y diferenciar entre un ambiente inmediato y otro mediato. Esta diferenciación, que implica una simplificación en el estudio, no debe ser entendida como una ubicación de distancia en el espacio físico, sino basada en los efectos que la intensidad de las interacciones puedan tener en los cambios observables del sistema S. En este proceso, conceptualmente los estudiantes están conjeturando acerca de
interacción relevantes, de otras lo suficientemente débiles que podrán ser despreciadas y otras, intermedias pero de baja intensidad que eventualmente puedan actuar como fuente de contingencias como condicionante de situaciones no previstas. Para el ejemplo de la Fig. 5 en el que se analiza el movimiento de la pelota, el ambiente inmediato en el momento en que el jugador N° 10 patee la pelota formará parte del ambiente inmediato como también la Tierra por su efecto gravitatorio, el césped por el posible contacto, mientras que el aire que lo rodea podría actuar como ambiente mediato si el partido se jugase en un día calmo, sin viento (es interesante que los estudiantes discutan entre ellos dónde lo incluirían en distintas condiciones: aire calmo, con brisa, ventoso). Los restantes jugadores así como los espectadores, un auto moviéndose a lo largo de una avenida cercana, el Sol, la Luna y otros cuerpos celestes podrían dejar de considerarse en el momento de la patada. A Inmediato (N°10, Tierra, césped)
S (la pelota)
A Mediato (aire calmo)
O (elestudiante como observador)
Figura 6. Esquema de interacción con diferenciación del ambiente
Es evidente que si interesa estudiar otras jugadas, será necesario redefinir los constituyentes del ambiente inmediato en función de las acciones que otros jugadores realicen sobre la pelota.
La construcción de modelos como base para generar teoría
La caracterización del sistema S es una etapa básica en el proceso de construcción de una teoría. Caracterizar es responder a la pregunta ¿cómo es?; es reconocer atributos o propiedades que le otorgan identidad señalando aspectos que lo diferencian de otros posibles sistemas de estudio o que muestran sus semejanzas con otros. La caracterización está asociada con la descripción como habilidad cognitivo-lingüística, siendo ésta una capacidad cuyo desarrollo debe estimularse, orientarse y precisarse en su alcance conceptual en la clase de Ciencias Naturales. Cada atributo o propiedad involucra un concepto cuya definición en el aula opera para que el lenguaje pierda la polisemia de lo cotidiano y se constituya en componente básico del lenguaje de las ciencias. En esta etapa se están construyendo puentes entre dos ámbitos diferentes (Fig. 7): uno donde se desarrollan eventos, sucesos, fenómenos que percibe el sujeto, que designaremos como espacio de los observables (E.O) y otro, integrado por los conceptos que dispone el sujeto para pensar, hablar y escribir acerca de los observables, que lo llamaremos espacio de los conceptos (E.C). Este último es un espacio socialmente construido como expresión de una cultura; sobre él opera la escuela para enriquecerlo, re-significarlo e integrarlo a través de las acciones del profesor y sus propuestas didácticas. E.O
E.C posición
A
forma velocidad
Inmediato (N°10, Tierra, césped)
S (la pelota)
A Mediato (aire calmo)
masa color rugosidad . . .
O (el estudiante como observador)
Figura 7. El espacio de los observables y el espacio de los conceptos al pensar la jugada
En particular, es importante que el docente ofrezca oportunidades, recurriendo a la Historia de las Ciencias, para que el estudiante comprenda que la definición de conceptos es un proceso creativo del científico inventando términos para dar sentido a sus ideas. Entre los atributos o propiedades que los estudiantes mencionen (que sin dudas serán múltiples como expresión de diversidad ) será importante que reconozcan aquellos que supone que serán significativos con la situación que interesa estudiar. Ellos serán seleccionados como las características o propiedades relevantes del sistema S. En esta etapa de la enseñanza se procede a definir propiedades y a introducir criterios operativos y procedimientos para asociar un valor a las mismas primero en forma cualitativa y luego en forma cuantitativa. Esto último requiere recurrir al proceso de medición: instrumentos, unidades, escalas y procedimientos específicos). Las correspondencias establecidas entre el E.O y el E.C expresan principios puentes (Hempel, 1984)que relacionan los conceptos (abstracciones) con los fenómenos empíricos. El significado de los conceptos así como los criterios para establecer los principios puentes comienza a configurar el contexto de desarrollo de una teoría. Permite al sujeto generar una representación mental del sistema en estudio: un modelo. Esta representación mental se organiza con la caracterización del sistema S en función de sus atributos o propiedades relevantes, generándose una representación simplificada. Por ejemplo, al estudiar la jugada de futbol los estudiantes pueden considerar que el color de la pelota resulta irrelevante para analizar el movimiento, no así su rugosidad. En esta etapa, es importante que el profesor incentive a los estudiantes para que fundamenten sus opiniones, las compartan y las consensuen con sus compañeros. Al definir las propiedades también se procede a su formalización. Así se establecen nuevos puentes entre el E.C y un espacio formal (E.F) conformado por entes y estructuras matemáticas, según se muestra en la Figura 8. Esta correspondencia no solo introduce el ente matemático representativo sino que incorpora la estructura matemática asociado con el mismo: su operatorio, significado y lenguaje simbólico, es decir, el marco teórico correspondiente y el modelo matemático asociado.
E.O
E.C
E.F
posición número real
forma S
velocidad
(la pelota)
esfera
masa rugosidad
vector
A
fuerza
Inmediato (N°10, Tierra, césped)
Figura 8. Integración del espacio formal en la conformación de teoría
En la Fig. 8, el puente que representa la correspondencia de un concepto (por ejemplo, masa) con el ente matemático (por ejemplo, número real) representa el vínculo con un cuerpo teórico (por ejemplo, la teoría de los números reales y su operatoria) y los modelos matemáticos vinculados.
E.C
E.F
Modelo físico de S – A – interaccion es
Modelo matemático
Espacio teórico de la Física Figura 9. Espacio teórico de la disciplina y la modelización
El campo teórico de la disciplina queda entonces configurado conteniendo concepto y formalismo y una amalgama entre el modelo conceptual de carácter disciplinar con el modelo matemático asociado, como se muestra en la Fig. 9. La modelización difiere en función de las diferentes áreas de contenido y del nivel de complejidad que se quiera alcanzar en el análisis, ofreciendo la posibilidad de diferentes niveles de organización. Por ejemplo, en la jugada de futbol que se viene tomando como ejemplo, se puede adoptar un modelo de partícula si solo interesa estudiar la traslación o con un modelo de cuerpo rígido si además interesa la rotación alrededor de su eje mientras se traslada. En el espacio teórico conformado, el sistema en estudio (S) queda, en un instante dado, caracterizado por los valores correspondientes a cada una de las propiedades relevantes que lo caracterizan. Este conjunto de valores caracterizan el estado del sistema en ese instante. Cualquier modificación de algunos de esos valores dará evidencia de un cambio de estado, y actuará como indicador de alguna o algunas interacciones ejercidas por el ambiente inmediato.
Algunas propuestas didácticas para la construcción del concepto de interacción
Reconociendo fuerzas como interacciones
Para aprender Ciencias Naturales, es necesario orientar la enseñanza hacia nuevas formas de observar los objetos, los seres vivos y los fenómenos que acontecen en el mundo, en lo aparentemente conocido quizás por la cotidianeidad. Esa nueva forma de observar implica atender a aspectos y características que parecen evidenciarse como relevantes, reorganizar las experiencias revisando ideas. Es expresar con un lenguaje más preciso nuevas descripciones y explicaciones. En este apartado se presenta una propuesta para trabajar el reconocimiento de acciones ejercidas entre cuerpos y conceptualizarlas como fuerzas y representarlas en su naturaleza vectorial. Se ha dicho anteriormente que todo cambio en las características de un sistema S en estudio deberá interpretarse en función de las interacciones que se ejercen sobre el mismo, interacciones ejercidas por algún otro sistema del resto de Universo. Si el cambio de S corresponde, por ejemplo, a iniciar el movimiento o a dejar de moverse para quedar
detenido o a cambiar la intensidad de la velocidad de desplazamiento o bien a cambiar simplemente la dirección de movimiento instante a instante, esa interacción se conceptualiza como una fuerza actuante sobre el sistema. La apreciación intuitiva de una fuerza ejercida por el hombre está asociada con la idea de “esfuerzo muscular” realizada
con cierta intención. Sin embargo, le resulta al estudiante más complicado identificar fuerzas ejercidas por objetos inanimados sobre otro del mismo tipo, donde tal “intencionalidad” no queda claramente explicitada. De allí que se a relevante destinar
tiempo en el aula para que los estudiantes desarrollen la capacidad de reconocer fuerzas (individualizando quién la realiza y cómo lo hace, identificando la dirección, el sentido y la intensidad de la acción). El lenguaje cotidiano está cargado de palabras y expresiones asociadas con las fuerzas actuantes, tales como: “sostengo”, “lanzo”, “se estira”, “se pone tenso”, “está sujeto”, “pateo una pelota”, “atajo la pelota”, “empujo una mesa”, “levanto un libro”. Incluso las
posiciones corporales reales y las dibujadas dan indicios para comprender dónde se aplica una fuerza, con qué dirección se realiza y en qué sentido. Estos aspectos es posible que se hayan trabajado en la educación primaria, pero será importante fortalecer el reconocimiento y caracterización de las fuerzas, incentivando su representación simbólica con vectores ya que es base en la modelización de numerosas situaciones físicas. En esta actividad se trabaja básicamente en el reconocimiento de las denominadas fuerzas de contacto y del peso de un cuerpo como fuerza gravitatoria y su representación en un diagrama de cuerpo aislado en forma esquemática (Massa, 2007a,b). Es importante que el estudiante identifique los pares acción-reacción, esto le permitirá explicitar cuáles son los cuerpos que participan en la interacción. Actividad 1: En las diferentes situaciones que se presentan a continuación, identifica las fuerzas actuantes sobre el cuerpo que se indica (que se constituye en el sistema en estudio S) y represéntalas realizando un diagrama de cuerpo aislado. Indica los correspondientes pares de acción-reacción.
(a) S: la mesa
(b) S: la soga
(d) S: la pesa
(c) S: el hombre
(e) S: caja en reposo sobre el plano inclinado
Esta actividad requiere que el estudiante realice una lectura de las posturas corporales de los personajes representados a fin de identificar las direcciones en que se ejercen las fuerzas. Su conocimiento cotidiano está impregnado por el campo de las experiencias transitadas y las percepciones físicas recogidas, si bien no siempre han sido detenidas y
atentas. Se busca que el estudiante reflexione sobre los movimientos de su cuerpo y el de quienes lo rodean, registrando aspectos de las posturas adoptadas en función de los esfuerzos musculares requeridos en la interacción con los objetos. Si el profesor observa dificultad en el reconocimiento de las posturas que acompañan a la aplicación de fuerzas, resulta conveniente que proponga a los estudiantes reproducir las acciones concretamente a fin de que ellos perciban las fuerzas realizadas, la función específica de las posiciones de los brazos, las manos, las piernas y los pies, así como las orientaciones en que se orienta el cuerpo. En el caso de las cuerdas, el estudiante deberá analizar la forma en que se ejercen fuerzas en sus extremos para que se tense. Actividad 2: Un instrumento para medir fuerzas es el dinamómetro. Uno muy sencillo consiste en un resorte que, cuando es estirado, indica la fuerza aplicada según una escala determinada. Así al colgar un cuerpo del dinamómetro, la fuerza del resorte o fuerza elástica, toma un valor igual al peso que equilibra. -
Dibuja el diagrama de cuerpo aislado de un cuerpo cuando se lo cuelga del dinamómetro. ¿Cuál es la fuerza que se registra en la escala del dinamómetro?
……………………………………………………… ………………………………………………………
-
¿Qué indicará la escala del dinamómetro en las situaciones siguientes? Situación A: El dinamómetro se sujeta a un soporte fijo y en el otro extremo se sujeta la cuerda que sostiene al cuerpo y que pasa por una polea como muestra la figura.
……………………………………………………… ………………………………………………………
Situación B: El dinamómetro se sujeta en sus extremos a dos cuerdas de las que penden dos masas iguales, como muestra la figura.
……………………………………………………… ………………………………………………………
Actividad 3: Una báscula es utilizada para determinar el peso de una persona, Cuando ella se sube sobre la plataforma, ésta desciende y comprime un dispositivo elástico. La aguja se desplaza en forma proporcional a la compresión hasta alcanzar el equilibrio, momento en el cual se hace la lectura sobre una escala. En las siguientes situaciones, extraídas de Arcá, Guidone y Mazzoli (1990), el hombre está siempre subido a una báscula. Analiza la fuerza que registra la báscula en cada una de las situaciones e indica si es igual, mayor o menor que el peso del hombre. Es conveniente que realices el diagrama de cuerpo aislado del hombre e identifiques la fuerza que mide la
báscula. Discute con tus compañeros tus resultados. (Si dispones de una báscula en tu casa, podrías verificar si son acertadas tus conclusiones).
El hombre se para con un solo pie sobre la báscula
El hombre apoya un pie sobre la báscula y el otro en el suelo
El hombre y el niño están parados cada uno sobre una báscula. El hombre se apoya con sus manos sobre los hombros del niño
El hombre hace fuerza con la varilla sobre la báscula, en la que está parado.
El hombre hace fuerza con la varilla sobre el techo, mientras está parado sobre la báscula.
El hombre está parado sobre la báscula y realiza una fuerza descendente sobre la varilla apoyada en el piso.
En la figura se muestra al mismo hombre parado sobre la báscula. Sostiene, a alturas diferentes, el mismo cuerpo con una cuerda que pasa por una polea
El hombre, parado sobre la báscula, sostiene dos bolsas idénticas con la misma carga.
En esta actividad se le ofrecen al estudiante diferentes situaciones para que analice la información provista a partir de la lectura de dinamómetros y básculas. Interesa complejizar el conocimiento cotidiano asociado a la acción de pesar objetos o pesar su propio cuerpo en estos instrumentos. Interesa que el estudiante se plantee: ¿qué mide el dinamómetro?, y reflexione acerca de ello en las diversas situaciones presentadas, para superar posibles concepciones simplistas. Si los estudiantes dispusieran en la escuela o en su casa de estos instrumentos de medición, esta actividad puede complementarse con registros experimentales para validar sus ideas o revisar el reconocimiento de las fuerzas actuantes sobre el dinamómetro en cada situación. La Actividad 3 reúne las características de una actividad de resolución de problema si bien no se presenta con un típico enunciado de “problema” ni se ofrecen datos
numéricos. Como problema, esta Actividad exige la transformación y la reintegración del conocimiento existente (tipos de fuerzas, medición de fuerzas) para adaptarse a las demandas de una meta específica o de una relación medios-fines (¿qué fuerza mide la báscula?). Desde los conocimientos previos disponibles, la respuesta a la que se arribe actúa como una anticipación para encarar una pequeña tarea experimental de validación de resultado. De esta forma, la anticipación actúa como nexo entre el campo conceptual y el contexto experimental, definiendo una toma de posición frente a la situación planteada. Es importante la reflexión posterior sobre las anticipaciones efectuadas, sobre todo cuando no existiese concordancia entre lo pensado y lo evidenciado en la lectura sobre la escala. Esto favorecerá un refinamiento de criterios y concepciones, de significativa relevancia en el razonamiento que debe acompañar el aprendizaje de las Ciencias Naturales.
Actividad 4: Estas son situaciones para que experimentes con objetos. Interesa que reflexiones sobre las fuerzas actuantes sobre cada uno de ellos y las representes gráficamente. Comparte con tus compañeros tus diagramas e ideas. a) Apila tres libros sobre una mesa y presiona verticalmente con tu mano el libro que está arriba. ¿Qué fuerzas están actuando sobre el libro que está en el medio? Realiza el diagrama de cuerpo aislado de dicho libro. Explica con tus palabras donde están aplicadas las reacciones a cada una de las fuerzas representadas. b) Trata de sostener un libro con una mano mientras lo apoyas sobre una pared. Dibuja todas las fuerzas que consideras que están actuando sobre el libro. Explica con tus palabras dónde crees que están aplicadas las reacciones a cada una de las fuerzas que dibujaste. c) Santiago se sienta sobre una colchoneta. Un amigo, tirando de un borde, lo pasea por el patio, mientras Santiago sigue cómodamente sentado sobre la colchoneta. Dibuja todas las fuerzas que consideras que están actuando sobre Santiago. Explica dónde consideras que están aplicadas las reacciones de cada una de las fuerzas que dibujaste. Esta actividad profundiza en la identificación de las fuerzas de contacto entre dos superficies: normal y rozamiento, como interacciones entre objetos y objetos, objetos y personas. Interesa que avancen en la construcción de representaciones gráficas que resuman la información requerida por la fuerza como magnitud vectorial: punto de aplicación, dirección, sentido e intensidad, dando sentido al uso del vector como ente matemático representativo. Asimismo ofrece la posibilidad de trabajar la idea de la oposición de la fuerza de roce al movimiento relativo de las superficies de contacto. En este sentido, es importante que el docente trabaje sobre el efecto de la fuerza de roce (es decir, de cada componente del par acción-reacción) sobre el movimiento de cada uno de los dos cuerpos en interacción.
La noción de campo de fuerzas como otra manera de concebir la interacción
Como señalan Martín y Solbes (2001), la noción de campo ha sido fundamental en el desarrollo del conocimiento de la Física y la Química desde fines del siglo XIX. Sin embargo, su enseñanza en la educación secundaria se vuelve compleja por el nivel de abstracción de los conceptos implicados que limitan la posibilidad de una introducción cualitativa; la reducida posibilidad de establecer relaciones con las experiencias cotidianas de los estudiantes y la dificultad de los estudiantes en comprender que las interacciones entre partículas pueden describirse de diversas formas (fuerzas, campos e intercambios energéticos). Como señalan estos autores, “la mayor parte de las situaciones estudiadas en secundaria y bachillerato corresponden a casos estáticos, por lo que en el aula se mezclan la teoría newtoniana –que interpreta las interacciones entre cargas o masas mediante fuerzas a distancia e instantáneas – y la teoría de campos –que las interpreta como interacciones locales con el campo existente previamente en el punto donde se colocará dicha carga o masa –. Todo ello se hace sin mostrar las limitaciones de la primera, especialmente en aquellos casos en que los campos dependen del tiempo, y sin las ventajas de la segunda, al permitir comprender estas situaciones, integrar dominios de la física que inicialmente estaban desconectados como la óptica y el electromagnetismo, etc.” (p.394).
Como sostiene Stipcich (2007), se requiere producir un cambio ontológico al introducir la noción de campo con respecto al concepto de fuerza a distancia de perspectiva newtoniana. Con una propuesta didáctica desarrollada desde la perspectiva de la Teoría de los Campos Conceptuales de Vergnaud, esta autora 9 organiza la enseñanza de la interacción gravitatoria en la escuela secundaria. Dado que para Vergnaud un concepto se define como un triplete de tres conjuntos, C = {S (situaciones), I (invariantes operacionales), R (representaciones)} como se ha presentado en el capítulo anterior, la propuesta incluye un conjunto de actividades que se presentan a continuación. Si bien se ha respetado la propuesta en sus aspectos generales, se han realizado algunas 9
Se ha tomado como Fuente para la organización de este apartado, introduciendo algunos agregados y reducciones, respetando la orientación general.
ampliaciones en su contenido y se han omitido algunas actividades a fin de reducir la extensión y ajustarla específicamente a la construcción de la noción de campo. -
Actividad 1: Está orientada a conocer cuáles son las situaciones que para los estudiantes actúan como referentes de la interacción gravitatoria y las posibles formas diferentes de concebir la gravedad. Consta de dos etapas: una, de producción individual, en la que debe responder a la siguiente cuestión: ¿Qué responderías a alguien que te preguntara qué es la gravedad?; y una posterior, de debate en el aula, en la cual los estudiantes socializan sus respuestas y las justifican. Si no emergiera en las respuestas de los estudiantes, el profesor introducirá nuevas cuestiones para profundizar: ¿Qué es lo que hace que los planetas se muevan? ¿Cómo es que se mueven? ¿Con qué interactúa? Es importante que el profesor registre si en las respuestas de los estudiantes si ellos identifican como una interacción entre dos cuerpos de carácter atractiva y si específicamente la asocian con cuerpos de dimensiones “astronómicas” o “normales” (en el sentido dado a los cuerpos con los cuales uno interactúa en lo
cotidiano –a excepción de la Tierra-). Una vez que los estudiantes hayan expuesto sus ideas, el profesor entregará tarjetas en las que se sintetizan pensamientos recogidos por la Historia de las Ciencias relacionadas con la temática. Se leen en voz alta en el grupo-clase. El profesor indica que, como actividad extraescolar, los estudiantes profundicen con la búsqueda de datos biográficos y referencias que permitan contextualizar esas ideas: a) El obispo Oresme sostenía que si existiesen otros “mundos” en el Universo, la materia situada cerca de ellos sería atraída hacia su centro. b) Kepler imaginó a los planetas impulsados en órbitas a causa de un arrastre provocado por la fuerza solar. c) Galileo sostenía que si algo se mueve, sin que nada lo toque ni lo perturbe, se seguirá moviendo indefinidamente en línea recta y siempre a la misma velocidad.
d) Otra propuesta de la época de las anteriores sustentaba que los planetas giraban porque detrás de ellos iban ángeles batiendo sus alas e impulsando el planeta hacia adelante. -
Actividad 2: Está orientada a que los estudiantes inicien la explicitación de invariantes operatorios que articulan sus ideas acerca de la interacción gravitatoria, de modo que se expresen las relaciones establecidas con la situación y las posibles conjeturas que sostienen sus concepciones. (Si bien esta actividad da continuación a la anterior en la clase, puede retornarse a ella en una clase posterior, enriqueciéndola con los aportes de la búsqueda de información realizada por los estudiantes). Se trabaja en torno a las siguientes preguntas: ¿Cuál de las ideas que se acaban de enunciar te resulta más aceptable? ¿Por qué? ¿Se te ocurren otras posibilidades para entender el movimiento de los planetas? Explícala.
Indagaciones anteriores realizadas por Stipcich (2004) en su trabajo de tesis con adolescentes, en el mismo nivel de escolaridad, indican que los estudiantes suelen admitir como factibles las ideas de Oresme y Kepler. Inclusive pueden enunciar la necesidad de una fuerza que sea causal del movimiento, aun cuando no puedan comprender su naturaleza y origen. En esta etapa es importante la intervención del docente presentando las aportaciones de Newton, al enunciado de Galileo: El único modo de cambiar el movimiento de un cuerpo es ejerciendo sobre él una fuerza. Se discute con los estudiantes esta idea atendiendo a dos situaciones: a) Fuerza actuante en la misma dirección que el movimiento. b) Fuerza actuante en una dirección diferente a la del movimiento. -
Actividad 3: Está orientada al reconocimiento de nuevas situaciones como referentes y explicitar invariantes operatorios asociados con el concepto de fuerza como interacción, dando cuenta de las representaciones asociadas. Interesa que los estudiantes formulen sus ideas y propongan situaciones experimentales para validarlas. Se trabaja sobre la siguiente consigna:
Propone situaciones que pongan en evidencia las ideas enunciadas por Newton, en los casos a) y b) mencionados en la actividad anterior. Es posible que para el caso b), los estudiantes sugieran mover un cuerpo en una trayectoria circular atado de una cuerda que sujeta la mano (Fig. 10). En este caso, por ejemplo, el docente promoverá que los estudiantes reconozcan: la fuerza actuante sobre el cuerpo; la tensión de la cuerda; la fuerza que realiza la mano, el movimiento inicial del cuerpo si la mano suelta la cuerda. Es importante que el profesor registre la manera en que los
Figura 10. Movimiento circular de un cuerpo atado a una cuerda
estudiantes identifican la dirección y sentido de las fuerzas reconocidas, así como la posible necesidad de pensar en una fuerza tangencial actuante durante el movimiento circular o cuando se suelta la cuerda. Se orientará el análisis para que los estudiantes apliquen sus ideas, sobre la base de la analogía con la situación anterior, para justificar el movimiento de los planetas. El profesor avanza, una vez que los estudiantes infieran la necesidad de la existencia de una fuerza no tangencial al movimiento en una órbita, exponiendo la idea de Kepler: los planetas se mueven barriendo áreas iguales en tiempos iguales, emergente de las regularidades observadas en el análisis de los movimientos planetarios registrados por el astrónomo Tycho Brahe. El profesor expondrá a los estudiantes una aproximación al razonamiento realizado por Newton para inferir la direccionalidad de la interacción gravitatoria, y la aplicación de la idea de Kepler: “Imaginemos una línea recta sobre la que un cier to objeto se mueve con velocidad constante, de modo que en un mismo intervalo de tiempo Δt
recorre siempre la distancia v× Δt. La línea que une las sucesivas posiciones del cuerpo móvil respecto a un punto fijo O determina siempre áreas iguales en tiempos iguales. Esto se demuestra geométricamente, observando que los triángulos A 1, A2, A3,…, que quedan determinados, tienen todo la misma base y la misma altura y, por lo tanto, la misma área.
v×Δt
A1
v×Δt
A2
v×Δt
v×Δt
v×Δt
A3
Si pensáramos que el objeto que se mueve fuera sometido a una serie de empujoncitos
sucesivos
hacia
el
punto O, habría cambios en la dirección del movimiento, pero ello no
O
Figura 11. Igualdad de áreas en un movimiento uniforme
impediría que se determinaran áreas triangulares iguales en tiempos iguales. Cuando el tiempo entre una posición y otra ( Δt) se hace muy pequeño (despreciablemente pequeño) los diferentes movimientos se combinan en una fuerza dirigida hacia el centro (fuerza centrípeta) y la trayectoria fragmentada se convierte en una curva suave. Este razonamiento le permitió a Newton enunciar que fajo una fuerza centrípeta, un cuerpo se mueve alrededor de un centro de fuerza barriendo áreas iguales en tiempos iguales.” (Stipcich, 2044, pp.173 -174).
Admitida la existencia de una fuerza actuante orientada hacia O, por analogía con la mano como “sostén” de la cuerda y centro de la trayectoria circular del cuerpo, el profesor retomará el movimiento de los planetas alrededor del Sol. Interesa que los estudiantes apliquen la idea trabajada e infieran la interacción gravitatoria como la “fuerza centrípeta” a lo largo de la trayectoria de un planeta y al Sol como centro hacia el
cual está orientada la misma. Continuará el profesor señalando que Newton buscó generalizar su idea acerca de esta fuerza que ponía de manifiesto cómo se “sujetan” los planet as con respecto al Sol. Así
propuso extender la misma idea para explicar: el movimiento de los satélites naturales que orbitan alrededor de los planetas, por ejemplo; la Luna alrededor del Sol; la caída de los cuerpos hacia la Tierra. Posicionará en trabajo en torno a la cuestión: ¿Cómo es esto que la Luna cae? “La Luna cae en el sentido, de que cae por
debajo de la línea recta (en amarillo) que describiría si sobre ella no se ejerciera fuerza.
Figura 12. Caída de la Luna hacia la Tierra
Algo así como un proyectil, decía Newton, girando alrededor de la Tierra.” (p.175)
Aquí el profesor podría relacionar con otros movimientos: la caída libre de una bolita y el movimiento parabólico de otra lanzada desde una mesa con velocidad inicial horizontal (con registro de la trayectoria para velocidades de diferente módulo). Si se dispusiera de equipamiento sería interesante que los estudiantes registren que, si se inician ambos movimientos simultáneamente desde una misma altura, la “caída” es la misma, si bien
las trayectorias son diferentes. También podría recurrirse a simulaciones en la Web (por ejemplo:
la
existente
en
http://www.profisica.cl/images/stories/animaciones/lanzhorizontal_profisica.swf ). De ella se han tomado las siguientes secuencias ilustrativas:
Inicio (t0)
Instante t1
………
……….
Instante t2
Instante t3
Figura 13: Imágenes, en diferentes instantes, de la simulación de la caída libre de un cuerpo y la “caída” durante el movimiento parabólico con velocidad inicial horizontal,
iniciados a la misma altura y en el mismo momento
Es importante resaltar que este análisis se realiza bajo la condición de movimiento en el vacío, es decir, suponiendo ausencia de aire. Sobre la base de las ideas desarrolladas hasta el momento, el profesor podrá entonces avanzar con la idea de Newton de que la acción gravitatoria se “extiende” en el espacio, es decir, actúa “a distancia” hasta provocar la “caída de la Luna” hac ia ella, como
muestra la Fig. 12. Es conveniente que promueva el debate entre los estudiantes sobre estas cuestiones: ¿Variará la gravedad de la Tierra a medida que nos alejemos de ella? Si es así, ¿cómo supones que variará con la distancia a su centro? ¿Cómo podrías comprobar tu idea? Interesa que el profesor incentive para que los estudiantes expliciten sus ideas (teoremas-en-acción y conceptos-en-acción) relacionados con nociones matemáticas de: constancia, proporcionalidad directa o inversa, etc. Podrá entonces introducir (o bien mostrar la semejanza con la idea newtoniana, si surgiera entre los estudiantes) la proporcionalidad inversa de la interacción gravitatoria con la distancia: Si la distancia de la Luna al centro de la Tierra es aproximadamente 60 veces mayor, por ejemplo, que la distancia entre un cuerpo en las proximidades de la Tierra (1m, por ejemplo), entonces la gravedad se reduciría en 1/60 veces sobre la Luna respecto a la superficie de la Tierra. Así, sabiendo que en 1 segundo un cuerpo cae libremente unos 5 m cerca de la Tierra, entonces se puede conocer cuánto recorre la Luna en un segundo y estimar cuando se aleja de la trayectoria rectilínea que recorrería de no existir gravedad. La falta de coincidencia de sus cálculos con los registros de distancia de los astrónomos lo llevó a realizar nuevas determinaciones considerando otras dependencias entre la interacción gravitatoria y la distancia. Sobre esta base encontró una dependencia inversamente proporcional con el cuadrado de la distancia entre centro y centro de los cuerpos en interacción (Tierra – Luna en este caso). -
Actividad 4: Está orientada a que los estudiantes describan cómo es la fuerza que tiene en movimiento a los planetas y satélites, diferenciando los conceptos de fuerza y velocidad. Los estudiantes abordan y discuten sus ideas en torno a las preguntas:
¿Es la velocidad de la Tierra alrededor del Sol variable? ¿Y la de la Luna alrededor de la Tierra? ¿Por qué? Interesa que, en el intercambio, se trabaje sobre la idea de dirección de la velocidad por sobre la noción cotidiana de rapidez asignada a la misma, dotando de significado vectorial a la velocidad. -
Actividad 5: Busca establecer el carácter aditivo de la fuerza gravitatoria, planteando a los estudiantes la cuestión: ¿Será posible que un mismo objeto se vea sometido a más de una fuerza de gravedad? ¿Por qué?
-
Actividad 6: Esta es una de las más importantes de la propuesta por cuanto se inicia el cambio ontológico para construir la noción de campo, en particular, el de campo gravitatorio. Para ello es necesario poner en conflicto la idea de fuerza “a distancia” y el c arácter instantáneo de transmisión de la acción, dos cuestiones a
las que Newton no pudo dar respuesta en su época. Se trabaja en torno a las siguientes cuestiones: ¿Cómo es que las fuerzas actúan entre objetos o elementos que están separados uno de otro, es decir, no existe contacto entre ellos? ¿Cómo actúa la fuerza gravitatoria del Sol sobre la Tierra para que ésta gire en torno a él? ¿O la Luna en torno a la Tierra? ¿Se transmite en forma instantáne a esa fuerza “a distancia”?
En el curso del debate, es importante que el docente identifique las ideas que los estudiantes utilizan para justificar la acción a distancia y cómo piensa que la misma se ejerce de un cuerpo a otro. En el curso del intercambio, será conveniente que intervenga enunciando la idea de Faraday planteada en el primer cuarto del siglo XIX: postuló que la acción de un cuerpo sobre otro que se encuentra alejado, demora un cierto tiempo hasta que lo alcanza como toda información que se quisiera transferir entre ellos. Hacía falta admitir que hay algo que avanza punto a punto desde uno de los objetos hacia el otro atravesando el espacio que lo separa. Faraday propone la existencia de una “sustancia” universal: la fuerza, que “llena” todo el espacio en el que un cuerpo hace sentir su
acción, es decir, que en cada punto del mismo se
f 1(r)
1
reconocerá una fuerza actuante. Esto es lo que él denomina un campo de fuerzas. La interacción gravitatoria se asocia, así, a un campo de fuerzas utilizando las siguientes consideraciones:
O f O(r)
Figura 14. Interacción gravitatoria entre los cuerpos 1 y O
a) Supongamos dos cuerpos entre los que existe interacción gravitatoria (por ejemplo, un bolita que se suelta en el aula a una altura h y se observa que cae atraída por la Tierra). Para hacer más simple la interpretación supongamos que estos dos cuerpos son “puntuales” y
uno de ellos se considera siempre fijo en la posición O (Roederer, 2002). Entonces, el otro cuerpo, que denominaremos 1, experimentará un fuerza gravitatoria f 1(r )10 atractiva en la dirección de la recta que une 0 y 1. Si cambiamos la posición del cuerpo 1, alejándolo o acercándolo a 0, cambia la fuerza gravitatoria al menos en dirección a f 1(r ’). Si ahora sustituimos el cuerpo 1 por otro distinto 2, y lo ubicamos en las mismas posiciones, se observa que será atraído por el cuerpo que está en O, con fuerzas f 2(r ) y f 2(r ’). b) Si se relacionan las intensidades de dichas fuerzas se comprueba que: f 2(r)/f 1(r) = f 2(r’)/f 1(r’) = f 2(r’’)/f 1(r’’) =m21 = constante
(1)
La constante m 21es independiente de la posición, y constituye una cualidad inherente de los cuerpos 1 y 2 y se denomina masa gravitatoria del cuerpo 2 tomando como unidad de medida al cuerpo 1. c) Si ahora se sustituye el cuerpo 2 por otro diferente 3 y se repite el proceso, se obtendrá: f 3(r)/f 1(r) = f 3(r’)/f 1(r’) = f 3(r’’)/f 1(r’’) =m31 = constante
(2)
El valor constante m 31 es la masa gravitatoria del cuerpo 3 relativa al cuerpo 1. Si por convenio se adopta al cuerpo 1 como unidad de masa gravitatoria, se puede omitir el subíndice 1 e indicar simplemente m 2 y m3 en las relaciones anteriores. Podemos interpretar la masa gravitatoria de un cuerpo cualquiera n 10
Con la letra en negrita se simboliza una magnitud vectorial.
como un número que expresa cuántas veces más (o menos) intensa es la fuerza gravitatoria que actúa en esa posición sobre el cuerpo n, en comparación con la fuerza que actúa sobre el cuerpo unidad en esa misma posición: f 2(r)/f 1(r) = m2
ó
f 2(r) = m2 ×f 1(r)
(3)
f 3(r)/f 1(r) = m3
ó
f 3(r) = m3 ×f 1(r)
(4)
d) Hasta ahora no se ha tenido en cuenta el cuerpo ubicado en O que, en definitiva es quien ejerce la fuerza sobre cada cuerpo ubicado en la posición r , es decir, es “proveedor” de la interacción gravitatoria. De las expresiones (3) y (4) se deduce que:
f 2(r)/ m2 = f 3(r)/ m3= … = f n(r)/ mn = f 1(r)/ m1= G(r)(5) donde G(r ) es una función que depende solo de la posición r y del cuerpo O. G(r ) = G(x,y,z) se denomina campo gravitatorio del cuerpo O y constituye un
campo vectorial, en este caso, un campo de fuerzas. Cada punto del campo de fuerzas tiene asociado una intensidad y dirección. Es decir, cada punto es portador de una fuerza, de modo que el conjunto de puntos del campo muestra la distribución de fuerzas en el espacio. El campo gravitatorio de cualquier masa se extiende hasta el infinito y es admitido actualmente que la interacción gravitatoria se propaga a la velocidad de la luz 11. Por ejemplo, la Tierra está inmersa en el campo gravitacional del Sol e interactúa con él; nosotros estamos inmersos en el campo gravitatorio de la Tierra y experimentamos permanentemente su interacción. -
Actividad 7: Está orientada a que los estudiantes extiendan a noción de campo gravitatoria a condiciones no estáticas, como se ha trabajado en la actividad anterior. Para ello se propone a los estudiante debatir sobre las siguientes preguntas:
11
Hoy la teoría ha avanzado más y se la hipotetizado sobre un posib le “portador” (el gravitón) encargado de transportar la información de una a otra masa.
¿Qué sucederá con las características del campo gravitatorio del cuerpo ubicado en O si ahora éste se mueve a medida que transcurre el tiempo? Si tod os los planetas se empujan entre sí y “tironean” unos de otros , ¿no es contradictorio decir que la fuerza que controla el movimiento de cada uno de ellos está en el Sol? Si existe una fuerza de atracción entre todos los objetos, ¿cómo es que nosotros no nos sentidos atraídos hacia los edificios que nos rodean? Sobre la base de lo debatido, los estudiantes llegarán a la idea que el campo gravitatorio depende de la posición y del tiempo, es decir, tiene una dependencia espacio-temporal: G(r,t) = G(x,y,z,t)
(6)
También harán uso del carácter aditivo de la interacción gravitatoria y aplicarán las nuevas ideas para extraer algunas conclusiones relacionadas con el mundo en que viven. En esta parte de desarrollo del tema, el profesor podrá utilizar documentales televisivos o material de la Web para profundizar acerca de las teorías acerca del origen y la evolución del Universo, de acuerdo con el interés de los estudiantes. -
Actividad 8: Interesa que los estudiantes avancen en la conceptualización de campo gravitatorio y analicen las variables de las que depende su intensidad. De esta manera, dan lugar a representaciones simbólica del concepto, es decir, otorgan sentido a nuevos significantes. Además, la actividad se orienta para que los estudiantes se ejerciten en el análisis dimensional. Se trabaja en torno a las siguientes preguntas: ¿En qué unidades se expresa el campo gravitatorio? ¿Cómo se puede medir el campo gravitatorio?
El profesor orientará las respuestas de los estudiantes, con una revisión de lo ya abordado en actividades previas e integrando aspectos ya visto. En la actividad 3 se introdujo ideas y resultados de Newton, que dan cuenta de la dependencia de la relación
inversa entre la interacción gravitatoria y el cuadrado de la distancia que separa los dos cuerpos. Esto puede ser representado matemáticamente, expresando la intensidad del campo gravitatorio estático de la forma: G(r) = KO/r 2
(7)
donde KO es una constante de proporcionalidad que depende del cuerpo O que genera el campo. En la expresión (5) se ha indicado que: f 1(r)/ m1= G(r), pudiendo entonces señalarse que la intensidad de la fuerza gravitatoria sobre el cuerpo de masa m 1 es: f 1(r)/ m1= KO/r 2
o bien: f 1(r) = m1×KO/r 2
(8)
Considerando que ninguno de los dos cuerpos 1 y O son privilegiados (Fig. 14), en el sentido que cualquiera de ellos puede actuar como “proveedor” de la interacción gravitatoria y el otro como quien la experimenta, entonces también es válida expresar la intensidad de f O(r) como: f O(r) = mO×K1/r 2
(9)
Por el principio de acción y reacción, f 1(r) = f O(r) entonces: m1×KO/r 2 =mO×K1 /r 2
(10)
En consecuencia: KO/mO = K1/m1
(11)
Esto podría generalizarse considerando cualquier cuerpo: KO/ mO = K1/ m1 = K2/ m2 = K3/ m3 = … = Kn/ mn=
(12)
donde es una constante que no depende ni de la masa gravitatoria, ni de la posición del cuerpo ni del tiempo. Se la denomina constante de gravitación universal y su valor medido experimentalmente es: = 6,67×10-11 N.m2/kg2
(13)
Si se combinan las ecuaciones (7) y (12), se obtiene como expresión general del campo gravitatorio del cuerpo de masa m O: 2
G(r) = × mO / r
(14)
Si en la expresión (14) se sustituye m O por la masa de la Tierra, entonces se obtiene la intensidad del campo gravitatorio terrestre, usualmente denominada aceleración de la gravedad . Sobre la superficie de la Tierra o en sus proximidades, r es igual al radio terrestre (R T) y G(RT) = 9,8 m/s 2. En función de lo trabajado, los estudiantes deben resolver las siguientes cuestiones: a) ¿Qué tipo de magnitud es el campo gravitatorio? Idea una forma de representar gráficamente el campo gravitatorio de la masa m.
m
b) ¿Cuáles son las variables de las que depende el campo gravitatorio? ¿Y la fuerza gravitatoria? c) ¿En qué unidades se expresa la fuerza gravitatoria en el Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA)? ¿En qué unidades se expresa el campo gravitatorio? d) ¿Qué tipo de relación existe entre las magnitudes fuerza gravitatoria y masa gravitatoria? ¿Y entre fuerza gravitatoria y distancia centro-centro de las masas gravitatorias? e) ¿En qué casos la fuerza gravitatoria se reducirá hasta hacerse prácticamente despreciable (con un valor de intensidad muy bajo, tendiendo a anularse? f)
Calcula la intensidad de la fuerza gravitatoria que ejerce sobre tu cuerpo un compañero que está parado a un metro de distancia tuyo.
g) ¿Qué condiciones deben darse para que la fuerza gravitatoria tenga una intensidad del orden de 1N? h) Grafica de manera aproximada el campo gravitatorio de la Tierra considerando posiciones a 2, 3, 4 , 5, 6, etc. radios terrestres. Extrae conclusiones a partir de la misma.
i)
Cuando se deja caer un cuerpo en las proximidades de la Tierra, es usual que, desde el conocimiento cotidiano, se diga que cae por su propio peso. ¿Consideras que es correcta esta expresión? Justifica tu respuesta. ¿Pueden considerarse como sinónimos el peso y la masa gravitatoria? ¿Por qué?
Las preguntas están orientadas a afianzar la organización del campo conceptual, en el sentido de Vergnaud, de “campo gravitatorio” a través del recono cimiento de
las variables de las que depende la intensidad del campo; del decaimiento hiperbólico de dicha intensidad con el cuadrado de la distancia; de la independencia del campo gravitatorio con la masa de prueba; de la diferencia entre las nociones de fuerza gravitatoria y campo gravitatorio y su vinculación; y condiciones para que esta interacción se haga apreciable en sus efectos atractivos en contextos cotidianos. También interesa que los estudiantes doten de significado a la noción de aceleración de la gravedad, que suele ser usual en el lenguaje cotidiano, en términos del concepto de campo gravitatorio y que aprecien que es un valor que se modifica cuando un cuerpo se aleja de la Tierra.
Los intercambios energéticos como interacción
En este apartado se discuten algunos aspectos conceptuales y prácticos para trabajar la noción de interacción asociada con la energía, a través de una actividad que tiende a complejizar el aprendizaje de uno de los contenidos básicos o meta-conceptos del área. La propuesta que se plantea ofrece una alternativa para un trabajo de re-elaboración conceptual que acerque respuestas de los propios estudiantes a un problema ambiental y social, con la convergencia de contenidos de diversas fuentes disciplinares por cuanto la energía se constituye en un concepto “puente” con otras asignaturas curriculares. La propuesta se organiza con la intención de abordar la problemática del no muy lejano agotamiento de los combustibles fósiles no renovables y la necesidad de seguir disponiendo de recursos energéticos para el desarrollo de las actividades humanas. El
enfoque adoptado responde a un modelo de enseñanza con perspectiva CTSA. Se ha elegido como temática: “ La Biomasa, como producto de la fotosíntesis”
El abordaje requiere operar con contenidos que se abordan en espacios curriculares específicos en la currícula de la educación secundaria pero que se utilizan o se enriquecen en sus significados cuando se integran entre sí frente a una problemática más amplia de interés social. Se sintetizan algunos de los aportes requeridos desde las distintas asignaturas: Desde la Física: Todo sistema S que se estudie dispone, en un instante dado, de cierta cantidad de energía que puede intercambiar con otro cuerpo u objeto que integra el ambiente, ya sea cediendo o recibiendo la misma. Tal energía es una propiedad del estado del sistema S y puede modificar su valor a medida que transcurre el tiempo. Esta energía puede manifestarse como energía propia o bien como energía interna del sistema (Alonso y Finn, 1995; Creus, Massa y Cortés, 1998). Es conveniente trabajar con los estudiantes en la diferenciación conceptual de las nociones asociadas con el meta-concepto energía, así:
la energía interna es una expresión macroscópica del movimiento de los constituyentes microscópicos del sistema S con respecto a su centro de masa que se supone en reposo ( energía cinética) y de las energías potenciales internas (gravitatoria, eléctrica, elástica) en función del tipo de interacción que vinculan internamente a tales constituyentes entre sí.
si el centro de masa del sistema S a su vez se mueve respecto a un observador supuesto fijo entonces dicho centro tiene una energía cinética que se adiciona a la energía interna: tal suma de energías es lo que se conoce como energía propia del sistema S.
El sistema S puede recibir energía de otros cuerpos que integran el ambiente (que en un sentido amplio, es el resto del universo como se señaló anteriormente), incrementando la energía propia o la energía interna. También puede perder parte de su energía propia o de su energía interna al cederla al ambiente. Este intercambio energético se realiza ya sea como calor , como trabajo o como radiación electromagnética:
la energía se intercambia como calor cuando el sistema y el ambiente (o parte de él) se encuentran a diferentes temperaturas y existe entre ellos un medio material (sólido, líquido o gaseoso) que lo transporta. El flujo de energía, como calor, se realiza desde el cuerpo a mayor temperatura hacia el de menor temperatura y cesa cuando se alcanza el equilibrio térmico;
el trabajo implica el intercambio de energía que se realiza a través de una fuerza actuante mientras desplaza un cuerpo de una posición a otra. Es evidente que esa fuerza no puede ser perpendicular al desplazamiento, ya que debe intervenir en el mismo;
el concepto de radiación se utiliza para denominar la transferencia de energía mediante ondas electromagnéticas en el vacío, es decir, sin requerir un medio material que la transporte.
El calor, el trabajo y la radiación son formas de energía en tránsito entre el sistema S y otros sistemas que integran el ambiente, tal como se representa en la figura 15.
Sistema en estudio (S)
Radiación (luz)
Calor
Ambiente (paredes, pantalla, mesa, etc.)
Trabajo eléctrico
Figura 15. Fotografía de una escena cotidiana y representación esquemática de los intercambios energéticos entre la lámpara (sistema de estudio) y el ambiente (objetos en interacción con la lámpara)
Los intercambios energéticos en el Universo están regulados por tres principios: transformación de la energía – conservación de la energía (en cantidad) – degradación de la energía (en calidad para el desarrollo de trabajo útil).
Desde la Biología La fotosíntesis es un proceso básico de conversión de materia inorgánica en orgánica en presencia de luz (radiación). En la Tierra, la fotosíntesis
es realizada por las algas en el medio acuático y por las plantas en el medio terrestre y también participan algunos tipos de bacterias fotosintéticas. Los animales y el hombre, incapaces de efectuar la misma transformación,
obtienen
materia
inorgánica
consumiendo
otros
organismos (vegetales o consumidores de vegetales). En plantas, algas y en algunos tipos de bacterias fotosintéticas el proceso conlleva la liberación de oxígeno molecular y la utilización de dióxido de carbono atmosférico para la síntesis de compuestos orgánicos. A este proceso se le denomina fotosíntesis oxigénica. Sin embargo, algunos tipos de bacterias utilizan la energía de la luz para formar compuestos orgánicos pero no producen oxígeno. En este caso se habla de fotosíntesis anoxigénica. En este nivel de conocimiento se requiere que los estudiantes reconozcan los reinos a los que pertenecen quienes son agentes participantes en la fotosíntesis y puedan responder a cuestiones tales como: -
¿En cuál de las organelas de la célula vegetal se produce la fotosíntesis? ¿Cómo se desarrollan cada una de las etapas fotosintéticas?
-
-
-
¿Cuáles de las etapas son dependientes de la luz, es decir, de la radiación? ¿Qué transformaciones energéticas se producen en este proceso? ¿Qué sustancias de desecho se liberan en la fotosíntesis? ¿Cuál es la importancia de este hecho para los seres vivos?
-
¿De qué factores depende la actividad fotosintética?
Desde la Química: Es indispensable que desde esta área del conocimiento se ha avanzado para que los estudiantes comprendan el proceso químico básico de la conversión de sustancias inorgánicas en orgánicas, tal como muestra la Figura 16.
Figura 15. Síntesis de material inorgánico en orgánico
Ello requiere que los estudiantes: a) diferencien las sustancias inorgánicas y orgánicas y reconozcan las propiedades relevantes para su identificación y los procedimientos requeridos; b) conceptualicen la noción de “cambio químico” ; c) comprendan el concepto de “reacción química” y su representación; d) distingan las reacciones exotérmicas y endotérmicas; e) interpreten procesos químicos utilizando los modelos de átomo y molécula así como las energías asociadas a sus configuraciones.
Actividad: La Biomasa, como producto de la fotosíntesis Se entiende por Biomasa a toda materia orgánica que se encuentra en la Tierra (con excepción de los combustibles fósiles), en la cual la radiación solar ha producido la reducción del hidrógeno y del carbono mediante el proceso de la fotosíntesis, como se esquematiza en la Figura 17.
CO2 Combustión Transformación química Transformación biológica
Residuo mineral
Figura 17. Biomasa generada por fotosíntesis
energía
La biomasa permite obtener mediante diferentes procesos, combustibles sólidos, líquidos y gaseosos atendiendo así a las más variadas demandas energéticas. Es importante que los estudiantes recojan información de fuentes diversas relacionado con los problemas de almacenamiento, transporte y eliminación de subproductos de desechos en la actividad agropecuaria, de minería. Para dar solución a los problemas mencionados y teniendo en cuenta que es necesario buscar fuentes de energía alternativas, es que se analizan diferentes procesos de transformación de estos residuos para poder utilizarlos energéticamente en un proceso de alfabetización científica, con vías de organizar un pensamiento reflexible y orientado a acciones educativas comprometidas. Procesos de transformación a) Procesos termoquímicos a partir de leña o residuos leñosos (Figura 18): Consiste en el secado de leña en hornos cerrados, en ausencia de aire y a elevada temperatura (400 a 700 °C) hasta obtener como residuo carbón.
Figura 18. Producción de carbón vegetal y su uso en calderas y gasógenos
b) Procesos bioquímicos: 1- Producción de biogás a partir de la digestión bacteriana del estiércol de animales. El biogás es gas metano en un 50 a 65%, que liberado a la atmósfera produce efecto invernadero, pero que si se lo quema como combustible puede utilizarse para cocinar, iluminar o accionar generadores. En una cámara sellada puede obtenerse, como se muestra en la figura 16a, evitando olores desagradables. 2- Producción de etanol a partir del cultivo de caña de azúcar. El etanol presenta algunas diferencias importantes con relación a los combustibles convencionales, derivados de petróleo. La principal de ellas, es la elevada concentración de oxígeno, que representa cerca del 35% de la masa de etanol. En general, las características del etanol permiten una combustión más limpia y un mejor desempeño de los motores, lo que conlleva a la reducción de las emisiones contaminantes. La producción de bioetanol se realiza utilizando materias primas dulces, directamente fermentables, como la caña de azúcar y la remolacha azucarera, con una posterior destilación.
(1)
(2)
Figura 19. Procesos bioquímicos de producción de combustibles derivados de material orgánico
Actividad experimental para desarrollar como indagación acerca de la Biomasa Esta actividad tiene como objetivo profundizar en el reconocimiento de un recurso energético alternativo e introducir al estudiante de la educación secundaria en el análisis y diseño de procesos tecnológicos para disponer de energía en forma local y con materiales disponibles. Como interesa desarrollar un trabajo colaborativo entre los estudiantes, se sugiere organizar diferentes grupos de trabajo de no más de cuatro integrantes para una participación activa en la actividad. Se trabaja en torno a la siguiente problemática ¿Cómo calentar agua cuando no se dispone de gas, leña o carbón?
Sugerencias para orientar el diseño Materiales: Conseguir elementos de bajo costo como una manguera plástica de 3 o 4 m de largo o una serpentina metálica de un calefón en desuso, un recipiente con un cierre hermético de 20 0 30 litros de capacidad, un recipiente para recoger agua, un embudo, un termómetro, suficiente cantidad de pasto húmedo para llenar el recipiente, un bidón con agua y un broche de cierre. Esquema para armar el dispositivo experimental:
Figura 20. Dispositivo experimental para obtener energía de biomasa
La Figura 20 muestra una posible disposición de los materiales: el recipiente de mayor volumen donde se ha ubicado la manguera en forma de espiral o el serpentín metálico y el pasto húmedo. Se llena con agua la manguera o el serpentín, con el extremo inferior cerrado.
Actividades sugeridas: a) Registrar las condiciones iniciales de la masa de agua ingresada en la manguera o serpentín. (Los estudiantes deberán establecer cuáles se reconocen como propiedades relevantes a registrar para el estudio). b) Realizar un seguimiento temporal del proceso de calentamiento de la masa de agua estacionada en el dispositivo, con registro de datos. (Los estudiantes deberán debatir la manera de seguir la evolución del proceso, tomando decisiones reflexionadas sobre la base de los contenidos teórico-prácticos trabajados en el aula en las diferentes asignaturas del área. Es conveniente que elaboren un marco teórico que sirva de fundamento explicativo a sus decisiones para seguir la evolución del proceso. El mismo los orientará en la posible formulación de conjeturas acerca de resultados esperables). c) Comunicar resultados e interpretar los mismos. (Los estudiantes deberán seleccionar los procedimientos más adecuados para la presentación de los datos recogidos, el reconocimiento de relaciones entre las variables que se han identificado como relevantes. Será importante que debatan acerca de las conjeturas formuladas inicialmente y formulen sobre la base de estos resultados otras alternativas como biomasa: semillas, cáscaras de frutas, desechos orgánicos de la cocina, etc.). Es conveniente completar el trabajo proponiendo a los estudiantes la búsqueda de información acerca de otros desarrollos científico-tecnológicos actuales de la biomasa en el mundo, en nuestro país y, en particular, a nivel local. El profesor orientará a los estudiantes para que indaguen si la utilización de biomasa como recurso energético produce alteración ecológica y es factor de contaminación ambiental, específicamente.
Asimismo, se puede complementar con la búsqueda de información sobre las posibles ventajas y desventajas de su uso. De esta forma, la contextualización del contenido en el plano social contribuirá a dotar de significado a la temática abordada y a la construcción de ciudadanía.
BIBLIOGRAFÍA
Adúriz-Bravo, A. (1999/2000). La didáctica de las ciencias como disciplina. Enseñanza, Enseñanza, 17-18, pp.61-74.
Alonso, M. y Finn, E. (1995). Física. Física. Tomo I. Méjico: Fondo educativo Interamericano.
Arcà, M., Guidoni, P. y Mazzoli, Mazzoli, P. (1990). Enseñar ciencia. ciencia. Barcelona: Paidós Educador.
Astolfi, J.P. y Develay, M. (2002). La didactique des sciences. París: PUF
Ausubel, D.P., Novak, J. y Hanesian, H. (1997 10° ed.).Psicología cognitiva: Un punto de vista cognoscitivo. México: Trillas.
Bunge, M. (1981). La investigación científica. científica. Barcelona: Ariel.
Buteler, L., Coleoni, E. y Gangoso (2008). ¿Qué información útil útil arrojan los errores de los estudiantes cuando resuelven problemas de física?: Un aporte desde la perspectiva de recursos cognitivos. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, Ciencias, 7(2), pp.349-365.
Caamaño Ros, A. (1988). Tendencias actuales en el curriculum de ciencias. Enseñanza de las ciencias, 6(3), pp. 265-277.
Caamaño, A. (1995). La educación educación Ciencia-Tecnología-Sociedad: Ciencia-Tecnología-Sociedad: una necesidad en el diseño del nuevo currículum de Ciencias. Alambique, Alambique, 3.
Caamaño, A. (2007). El currículo de física y de química en la educación secundaria obligatoria en Inglaterra y Gales, Portugal, Francia y España,+. Alambique, Alambique, 53, pp.22-37
Calatayud, M.L., Gil, D. y Gimeno, J.V. J.V. (1992). Cuestionando el pensamiento docente espontáneo del profesorado universitario: ¿Las deficiencias en la enseñanza como origen de las dificultades de los estudiantes? Revista Interuniversitaria de Formación del Profesorado, Profesorado, 14, pp.71-81.
Cañal, P. (2004). La enseñanza enseñanza de la Biología ¿cuál es la la situación actual y qué hacer para mejorarla? Alambique mejorarla? Alambique,, 41; pp. 27-41.
Carey, S. (1985). Conceptual change in childhood . Cambridge, Mass.:MIT Press.
Carretero, M.(1993).Constructivismo y educación. Buenos Aires: Aique.
Chi, M.T., Glaser, R. y Farr, M.J. M.J. (1988). The nature of expertise. expertise. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
Clement, J. (1982). Students’ preconceptions in introductory mechanics. American mechanics. American
Journal of Physics, Physics, 50(1), pp.66-71.
Creus, E., Massa. M. y Cortés, A. (1998). Mecánica. Rosario: Mecánica. Rosario: UNR Editora.
Davini, M. M. (1997). Conflictos en la evolución de la didáctica. La demarcación entre la didáctica general y las didácticas especiales. En A. Camilloni, M. Davini, G. Edelstein, E. Litwin, M. Souto y S. Barco. Corrientes Didácticas Contemporáneas (pp.41-73) (1ª Reimp.). Buenos Aires: Paidós.
DeBoer, G.E. (2000). Scientific literacy: literacy: another look at its historical and contemporary meanings and relationships to science education reform. Journal of Research in Science Teaching, 37 (6), 582-601.
Driver, R. (1973). The representation of conceptual frameworks in young
adolescent science students. students. (Tesis de Doctorado) - Universidad de Illinois, Urbana, Illinois.
Driver, R. (1986). Psicología Psicología cognoscitiva y esquemas conceptuales de los alumnos. Enseñanza de las Ciencias, Ciencias, 4(1), pp. 3-15.
Driver, R.; Squires, A.; Rushworth, P. y Wood-Robinson, V. (1999). Dando sentido a la ciencia en secundaria. secundaria. Madrid: Aprendizaje Visor.
Duit, R. (1984). Learning the energy concept in school – empirical results from the Philippines and West Germany. Physics Education, Education, 19(2), pp. 59-66.
Duit, R.(1996). The constructivist view in science education: what it has to offer and what should not be expected from it. Investigações em Ensino de Ciências, Ciências, 1 (1), pp. 40-75.
Fernández Uría, C. (1979). Estructura y Didáctica de las Ciencias. Ciencias . Madrid: MEC
Feyerabend, P. (1981). Problems of Empiricism. Empiricism. Cambridge: Cambridge University Press
Gagné, E.D. (1992). La Psicología cognitiva del aprendizaje escolar . Madrid: Aprendizaje Visor.
Gagné, R. (1965). The psychological basis of Science. A process approach. approach. Washington: AAAS.
García Madruga, J.A. y Carriedo López, N. (2003).La adquisición del pensamiento formal. En F. Gutiérrez Martínez, J.A. García Madruga y N. Carriedo López (Ed.) Psicología Evolutiva II: Desarrollo cognitivo y lingüístico lingüístico.. V2, pp.239-269. Madrid: UNED.
García, J.E. (1998). Hacia una teoría alternativa sobre los contenidos escolares. Sevilla: Díada Editora.
Gavidia Catalán, V. (2008). Las actitudes en la educación científica. Didáctica de las Ciencias Experimentales y Sociales, 22, Sociales, 22, pp.53-66.
Giere, R.N. (1999). Using Models to Represent Reality. En L. Magnani, N.J. Nersessian y P. Thagard (ed.) Model-based reasoning in scientific discovery . Nueva York: Kluwer Academic/Plenum Publisher. pp. 5-22. E
Gil, D. (1993). Contribución Contribución de la historia y de la filosofía filosofía de las Ciencias Ciencias al desarrollo del modelo de enseñanza/aprendizaje como investigación. Enseñanza de las Ciencias, Ciencias, 11(2), pp.197-212.
Gustafson, B. y Rowel, P. (1995). Elementary preservice teachers: constructing conceptions about learning science, teaching science and the nature of science. International Journal of Science Education, Education, 17(5), pp. 589-605.
Gutiérrez Martínez, F. y García Madruga, J.A. (2002).Perspectivas teóricas clásicas: Piaget y Vigotsky. En F. Gutiérrez Martínez, J.A. García Madruga y N. Carriedo López (Ed.) Psicología Evolutiva II: Desarrollo cognitivo y lingüístico. lingüístico . V1, pp.87-120. Madrid:UNED.
Halbwachs, F. (1985).La Física del profesor entre la Física del físico y la Física del alumno. Revista de Enseñanza de la Física, Física , 1(2).
Hasweh, M.Z. (1996). Effects of science teachers’ epistemological beliefs in
teaching. Journal of Research in Science Teaching , 33(1), pp. 47-63.
Hempel, C. (1984). Filosofía de la ciencia natural. Madrid: Alianza.
Hewson, P.W. (1981). A conceptual change change approach to learning learning science. European Journal of Science Education. Education. 3, pp. 383-396.
Hewson, P.W. y Beeth, M.E.(1995). Enseñanza para un cambio conceptual: ejemplos de fuerza y de movimiento. Enseñanza de las Ciencias, 13 (1)
Hill, F.F. y Stollberg, R. (1969).Física. Fundamentos y fronteras. Laboratorio. Méjico: Publicaciones Cultural.
Hodson, D. (1988) Experiments in science and science teaching, Educational Philosophy & Theory , 20, pp. 53-66.
Hodson, D. (2003). Time for action: science education for an alternative future. InternationalJournal of Science Education, 25 (6), pp. 645-670.
Holton, G. (1972). Introducción a los conceptos y teorías de las Ciencias Físicas. Barcelona. Reverté.
Johnson-Laird, P. (1983). Mental models: Towards a cognitive science of language, inference, and consciousness. Cambridge, MA: Harvard University Press.
Johsua, S. y Dupin, J.J. (2005). Introducción a la Didáctica de las Ciencias y la Matemática, Buenos Aires: Colihue.
Justi, R. (2006).La enseñanza de ciencias basada en la elaboración de modelos. Enseñanza de las Ciencias, 24(2), 173 –184
Karmiloff-Smith, A. (1994). Más allá de la modularidad . Madrid: Alianza.
Klimovsky, G. (1994). Las desventuras del conocimiento científico. Buenos Aires: A-Z editora.
Kuhn, T.S.(1986). La estructura de las revoluciones científicas. Madrid. Fondo de Cultura Económica.
Labarrere, A. (2006). De la competencia al sujeto competente y más allá. Una Historia en tres partes. En: Anales del Seminario Internacional de Didáctica de las Ciencias Naturales. Competencias científicas, formación docente y aprendizaje para una cultura ciudadana, 7., Santiago: Pontificia Universidad Católica de Chile.
Lakatos, I. (1983). La metodología de los programas de investigación científica. Madrid. Alianza Universitaria.
Lederman, N.G. (1999). Teachers' understanding of the nature of science and classroom practice: Factors that facilitate or impede the relationship. Journal of Research in Science Teaching , 6, 8, pp.916-929.
Macedo, B y Katzkowicz, R. (2005). Alfabetización Científica y Tecnológica. Aportes para la Reflexión. OREALC/UNESCO Santiago.
Marín, N. (1997). Fundamentos de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Almería: Manuales. Universidad de Almería.
Marín, N. (1999). Delimitando el campo de aplicación del cambio conceptual. Enseñanza de las Ciencias, 17 (1), pp. 80-92.
Marín, N. (2003). Conocimientos que interaccionan en la enseñanza de las Ciencias. Enseñanza de las Ciencias. 21(1), pp.65-78.
Marín, N., Solano, I. y Jiménez Gómez, E. (2001). Characteristics of the methodology used to describe students’ conceptions. International Journal of
Science Education, 23(7), pp. 663-690.
Martín, J. y Solbes, J. (2001). Diseño y evaluación de una propuesta para la enseñanza del concepto de campo en Física. Enseñanza de las Ciencias, 19(3), pp.393-403.
Martínez Torregrosa, J.; Doménech, J.J. y Verdú, R. (1993). Del derribo de ideas al levantamiento de puentes: La Epistemología de la Ciencia como criterio organizador de la enseñanza de las Ciencias Física y Química. Qurriculum, 6, pp. 67-89.
Massa, M. (Cood.). (2007a). Aprendiendo Física con experimentos. Actividades para el alumno. Rosario: UNR Editora.
Massa, M. (Cood.). (2007b). Aprendiendo Física con experimentos. Material didáctico para la escuela media. Rosario: UNR Editora.
Massa, M. D'Amico, H., Yanitelli, M. y Cabanellas, S. (2003). El lenguaje de los enunciados
de
problemas
de
Física
como
promotor
de
contenidos
procedimentales, Actas II Encontro Internacional Linguagem Cultura e Cognição: Reflexões para o Ensino, publicación electrónica, Belo Horizonte.
Massa, M. y Mulhall, W. (1992). El esquema de los tres espacios como base para generar la estructura conceptual de una teoría física, Caderno Catarinense de Ensino, 9(3), pp. 201-208.
Massa, M., Sánchez, P., D’Amico, H., Rosolio, A. y Lanas, H. (2006).
Reconocimiento de las interacciones mecánicas: efecto de las percepciones y la enseñanza en la Educación Polimodal, Memorias del VIII Simposio de Investigación en Educación en Física.
Massa, M., Sánchez, P., Llonch, E., D´Amico, H.(2000). Modos de comprensión lectora de enunciados de problemas. Actas del III Encontro Internacional sobre Aprendizagem Significativa, Peniche, Portugal, pp.379-382.
Massa, M.; Sánchez, P.; Llonch, E. (2002). Convergencias y divergencias en la resolución de problemas de Física: un estudio comparativo en grupos expertos. Memorias del III Taller Internacional de Didáctica sobre la Física Universitaria (Publicación electrónica). Matanzas, Cuba.
Massa, M.; Sánchez, P.; Llonch, E., D´Amico, H.; Marchisio, S.; Cabanellas, S. y Yanitelli, M. (1997). ¿Qué se lee en el enunciado de un problema?, Anales del Encontro sobre Teoria e Pesquisa em Ensino de Ciencias, Belo Horizonte, Brasil. pp. 351 –360.
Mellado, V. (1996). Concepciones y prácticas de aula de profesores de ciencias, en formación inicial de primaria y secundaria. Enseñanza de las Ciencias, 14(3), pp. 289-302.
Mellado, V. (1998). The classroom practice of preservice teachers and their conceptions of teaching and learning science. Science Education, 82(2), pp.197214.
Membiela, P. (2002). Las temáticas transversales en la alfabetización científica. Alambique, 32; pp. 17-23.
Moreira, M.A. (2000). Aprendizaje significativo: teoría y práctica. Madrid: Visor.
Moreira, M.A. (2002). A teoria dos campos conceituais de Vergnaud, o ensino de ciências e a pesquisa nesta área. Investigações em Ensino de Ciências, 7(1), pp. 7-29.
Moreira, M.A. y Greca, I.M.(2003).Cambio conceptual: análisis crítico y propuestas a la luz de la teoría del aprendizaje significativo. Ciência & Educação, 9 (2), pp. 301-315.
Mortimer, E.(1995). Conceptual change or conceptual profile change? Science &
Education, 4 (3), pp. 23-45. Nersessian, N. J. (1992). How do scientists think? Capturing the dynamics of
conceptual change in science. Cognitive models of science,15, pp.3-44. Nersessian, N. J. (1999). Model-based reasoning in conceptual change. In L.
Magnani, N.J. Nersessian y P. Thagard (ed.) Model-based reasoning in scientific discovery . Nueva York: Kluwer Academic/Plenum Publisher. pp. 5-22.
Nussbaum, J. (1989). Classroom conceptual change: philosophical perspectives. International Journal of Science Education, 11, pp. 530-540. Osborne, R. y Wittrock, M.C., (1983). Learning Science: a generative process,
Science Education, 67(4), pp. 489-508. Osborne, R.J. y Cosgrove, M.M. (1983). Childrens’ conceptions of the changes of
state of water. Journal of Research in Science Teaching , 20(9), pp.825-838. Peme-Aranega, C. (1997). El carácter epistemológico interdisciplinar de la
Didáctica de las Ciencias. origen, evolución y tendencias actuales. Educación en Ciencias, 1(2), pp. 3-13. Peme- Aranega, C. (2001). Utilización del “Inventario de creencias didácticas y
epistemológicas (ICDE)” en la diferenciaci ón de poblaciones de docentes de
ciencias del Nivel Medio (en formación) de la ciudad de Córdoba. Comparación con un grupo de docentes (en ejercicio) de ese Nivel. Enseñanza de la Física, 14, 1, pp.5-26.
Peme-Aranega, C. y Baquero, M. E. (2001a). El empleo de Inventarios para la descripción de creencias epistemológicas explícitas de una docente de ciencias en un estudio etnográfico. Comparación con las creencias implícitas. Revista de Educación en Biología, 4(1), pp.15-24.
Peme-Aranega, C. y Baquero, M. E. (2001b). La descripción de creencias didácticas explícitas de una docente de ciencias empleando Inventarios como parte de un estudio etnográfico. Comparación con las creencias implícitas. Revista de Educación en Biología, 4(2), pp.9-17.
Pfundt, H.; Duit, R. (2000). A bibliography on student’s alternative frameworks and science education. Kiel, Institute for Science Education at the University of Kiel.
Piaget, J. (1973). Estudios de psicología genética. Buenos Aires:Emecé.
Piaget, J. (1977). Epistemología Genética. Solpin, Buenos Aires.
Piaget, J. (1978). La evolución intelectual entre la adolescencia y la edad adulta. En J.A. Delval (Comp.) Lecturas de psicología del niño. v2., pp.208-213. Madrid: Alianza Editorial.
Piaget, J. e Inhelder, B. (1997-14° ed.). Psicología del niño. Madrid:Morata
Porlán, R. (1994). Las concepciones epistemológicas de losprofesores: el caso de los estudiantes de magisterio. Investigación en la escuela, 22, pp. 67-84.
Porlán, R. y Martín Toscano, J. (1994). El saber práctico de los profesores especialistas. Aportaciones desde las didácticas específicas. Investigación en la Escuela, 24, 49-58
Porlán, R. y Rivero, A. (1998). El conocimiento de los profesores. Sevilla: Díada.
Posner, G.J.; Strike, K.A.; Hewson, P.W. y Gertzog, W.A. (1982). Accomodation of a Scientific Conception: Toward a Theory of conceptual change. Science Education, 66(2), pp. 211-227.
Pozo, J.I. (1999). Más allá del cambio conceptual: el aprendizaje de la ciencia como cambio representacional. Enseñanza de las Ciencias,17 (3), pp.513-520
Pozo, J.I. y Gómez Crespo, M.A. (1998). Aprender y enseñar ciencia. Del conocimiento cotidiano al conocimiento científico. Madrid: Morata.
Pozo, J.I., Pérez, M.P., Sanz, A. y Limón, M.(1992). Las ideas de los alumnos sobre la ciencia como teorías implícitas. Infancia y Aprendizaje, 57, pp.3-22.
Pro Bueno, A. J. (2007). De la enseñanza de los conocimientos a la enseñanza de las competencias. Alambique, 53, pp.10-21.
Quintanilla,
M.
(2006).
Identificación,
caracterización
y
evaluación
de
competencias científicas desde una imagen naturalizada de la ciencia. En: Quintanilla, M.; Adúriz-Bravo, A. (Eds.). Enseñar ciencias en el nuevo milenio: retos y desafíos. Santiago: Pontificia Universidad Católica de Chile, 2006. pp. 1842.
Ramírez Castro, J.L., Gil Pérez, D. y Martínez Torregrosa, J. (1994). La resolución de problemas de Física y de Química como investigación. Madrid. Centro de Publicaciones del Ministerio de Educación y Ciencia (CIDE).
Roederer, J.G. (2002). Mecánica Elemental . Buenos Aires: EUDEBA.
Saltier, E. y Viennot, L. (1985). ¿Qué aprendemos de las semejanzas entre las ideas históricas y el razonamiento espontáneo de los estudiantes? Enseñanza de las Ciencias, 3 (2), pp.137-145.
Sánchez, P., Massa, M. y Llonch, E. (2000) La planificación en la resolución de problemas de física según dos grupos de expertos, Actas del II Congreso Iberoamericano de Educación en Ciencias Experimentales, Córdoba, Argentina.
Sánchez, P.M. (2011). Las Representaciones Mentales en la Resolución de Problemas de Mecánica Clásica. Tesis de Doctorado Facultad de Psicología, UNED.
Sanmartí, N. (2002). Didáctica de las Ciencias en la educación secundaria obligatoria. Madrid: Editorial Síntesis.
Skinner, B. F. (1974). Ciencia y conducta humana. Barcelona: Fontanella.
Solbes, J. y Vilches A. (2004). Papel de las relaciones entre ciencia, tecnología, sociedad y ambiente en la formación ciudadana". Enseñanza de las Ciencias. 22(3), pp.337 -348.
Solbes, J. y Vilches A., (2002).Visiones de los estudiantes de secundaria acerca de las interacciones ciencia, tecnología y sociedad. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias 1(2), pp.80-91.
Soto, C., Otero, J. y Sanjosé, V. (2005). A review of conceptual change research in science education. Journal of Science Education, 6(1), pp.5-8.
Stipcich, M.S. y Massa, M. (2000). Hacia la búsqueda de indicadores de la acción docente. En Actas del III Encontro Internacional sobre Aprendizagem Significativa, Peniche, pp. 207-216.
Stipcich, S. (2007). Significados del concepto de interacción gravitatoria en estudiantes de nivel polimodal y puesta en práctica de una propuesta didáctica respecto a dicho concepto. Tesis doctoral. Burgos: Servicio Editorial de la Universidad de Burgos.
Strike, K.A. y Posner, G.J. (1985). A conceptual change view of learning and understanding, en West, L.H.T. y Pines, A.L. (eds.), Cognitive Structure and Conceptual Change. Orlando, Florida: Academic Press.
