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Para la Educación,
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Enseñanza de las Ciencias y la Matemática
CIENCIAS

Daniel Gil Pérez
Universitat de València

II.2. Propuestas alternativas para la introducción de los conceptos científicos: del aprendizaje como cambio conceptual al aprendizaje como investigación

El principal interés de las investigaciones sobre esquemas conceptuales alternativos de los alumnos no reside, por supuesto, en el conocimiento detallado de cuales son sus preconceptos en cada campo, aun cuando dicho conocimiento aparezca hoy como imprescindible para un correcto planteamiento de las situaciones de aprendizaje. La fecundidad de esta línea de investigación está asociada, sobre todo, a la elaboración de un nuevo modelo de enseñanza/aprendizaje de las ciencias.

II.2.1. El aprendizaje como cambio conceptual

Resumen II.2.1

El papel jugado por las preconcepciones de los alumnos en la adquisición de nuevos conocimientos ha conducido a propuestas de enseñanza que contemplan el aprendizaje como un cambio conceptual.
Se fundamentan brevemente dichas propuestas, indicándose las condiciones necesarias para que tenga lugar el cambio conceptual y las estrategias de enseñanza orientadas a hacerlo posible.

La necesidad de nuevas estrategias de aprendizaje que hicieran posible el desplazamiento de las concepciones espontáneas por los conocimientos científicos, ha dado lugar a propuestas que -al margen de algunas diferencias, particularmente terminológicas- coinciden básicamente en concebir el aprendizaje de las ciencias como una construcción de conocimientos, que parte necesariamente de un conocimiento previo. Se puede hablar así de la emergencia de un modelo constructivista de aprendizaje de las ciencias (Novak 1988) que integra las investigaciones recientes sobre didáctica de las ciencias (Hewson 1981; Posner et al 1982; Gil 1983; Osborne y Wittrock 1983; Resnick 1983; Driver 1986 y 1988; Hodson 1988...) con muchas otras contribuciones precedentes (Bachelard, Kelly, Piaget, Vigotsky, ...). Driver (1986) resume así las principales características de la visión constructivista:

Particular influencia en el replanteamiento de la enseñanza de las ciencias ha ejercido la propuesta de considerar el aprendizaje como un cambio conceptual (Posner, Strike, Hewson y Gerzog 1982), fundamentada en el paralelismo existente entre el desarrollo conceptual de un individuo y la evolución histórica de los conocimientos científicos. Según esto, el aprendizaje significativo de las ciencias constituye una actividad racional semejante a la investigación científica: y sus resultados -el cambio conceptual- pueden contemplarse como el equivalente -siguiendo la terminología de Kuhn (1971)- a un cambio de paradigma. A partir de las ideas de Toulmin (1977) sobre filosofía de la ciencia, Posner et al identifican cuatro condiciones para que tenga lugar el cambio conceptual:

  1. Es preciso que se produzca insatisfacción con los conceptos existentes.
  2. Ha de existir una concepción mínimamente inteligible que
  3. debe llegar a ser plausible, aunque inicialmente contradiga las ideas previas del alumno y
  4. ha de ser potencialmente fructífera, dando explicación a las anomalías encontradas y abriendo nuevas áreas de investigación.

Por nuestra parte, una cuidadosa consideración de las características básicas del trabajo científico a la luz de las orientaciones epistemológicas actuales, nos ha permitido alcanzar conclusiones semejantes: "Se dibuja así con toda claridad el paralelismo entre los paradigmas teóricos y su desarrollo -incluidos los periodos de crisis o cambios de paradigmas- y los esquemas conceptuales de los alumnos y su desarrollo, incluidas las reestructuraciones profundas, los cambios conceptuales" (Gil 1983).

Estas concepciones sobre el aprendizaje de las ciencias han conducido en los últimos años a diversos modelos de enseñanza que -como señala Pozo (1989)- tienen como objetivo explícito provocar en los alumnos cambios conceptuales. Así. para Driver (1986), la secuencia de actividades incluiría:

¿Hasta qué punto estas orientaciones son realmente efectivas? Algunos resultados experimentales (Hewson 1989) sugieren que las estrategias de enseñanza basadas en el modelo de cambio conceptual producen la adquisición de conocimientos científicos más eficazmente que la estrategia habitual de transmisión/ recepción. La atención a las ideas previas de los alumnos y la orientación de la enseñanza tendente a hacer posible el cambio conceptual aparecen hoy como adquisiciones relevantes de la didáctica de las ciencias, a la vez teóricamente fundamentadas y apoyadas por evidencia experimental. Pese a ello, algunos autores han constatado que ciertas concepciones alternativas son resistentes a la instrucción, incluso cuando ésta está orientada explícitamente a producir el cambio conceptual (Fredette y Lochhead 1981; Engel y Driver 1986; Shuell 1987; White y Gunstone 1989). Se ha señalado incluso que, en ocasiones, el cambio conceptual conseguido es más aparente que real, como lo muestra el hecho de que al poco tiempo vuelvan a reaparecer las concepciones que se creían superadas (Hewson 1989). En nuestra opinión ello indica la necesidad de profundizar en el modelo de aprendizaje de las ciencias, teniendo en cuenta otros aspectos además de la existencia de preconcepciones. Nos referiremos a ello en lo que sigue.

II.2.2. El aprendizaje como investigación (tratamiento de situaciones problemáticas)

Resumen II.2.2

Se llama aquí la atención sobre la imposibilidad de un cambio conceptual efectivo, si no va asociado a un cambio metodológico que permita a los alumnos superar las formas de pensamiento "de sentido común" y abordar los problemas con una orientación científica.
Se critican asimismo las estrategias de enseñanza que plantean el cambio conceptual mediante el uso de "contraejemplos" y se fundamenta una orientación basada en el tratamiento de situaciones problemáticas abiertas.

Como ya hemos mencionado, la importancia de las concepciones alternativas de los alumnos y la necesidad de orientar el aprendizaje como un cambio conceptual y no como una adquisición ex nihilo puede basarse en la existencia de un cierto isomorfismo entre el aprendizaje (es decir, la construcción de conocimientos por los alumnos a partir -y en ocasiones en contra- de sus preconcepciones) y la investigación (es decir, la construcción de conocimientos por la comunidad científica a partir -y en ocasiones en contra- del paradigma vigente). Pero este mismo isomorfismo sugiere que para producir el cambio conceptual no basta con tomar en consideración las preconcepciones de los alumnos. Efectivamente, la semejanza entre las ideas intuitivas de las alumnos y las concepciones pre-clásicas no puede ser accidental, sino el resultado de una misma forma de abordar los problemas. De forma resumida podemos decir que los esquemas conceptuales alternativos están asociados -al igual que lo estuvo la física pre-clásica- con una metodología caracterizada por la certidumbre, por la ausencia de dudas y la no consideración de soluciones alternativas, por respuestas muy rápidas y seguras basadas en las evidencias del sentido común y por tratamientos puntuales con falta de coherencia en el análisis de diferentes situaciones (Minestrell 1982; Whitaker 1983; Halloun y Hestenes 1985; Hewson 1985; Champagne, Gunstone y Klopfer 1985).

Según esto cabría pensar que un cambio conceptual no es posible sin un cambio metodológico. De hecho, el paradigma pre-clásico solo pudo ser desplazado gracias a la nueva metodología que combinaba la creatividad del pensamiento divergente con el rigor de la contrastación de las hipótesis mediante experimentos en condiciones controladas y la búsqueda de coherencia global. Históricamente, ese cambio conceptual no fue en absoluto fácil y es lógico pensar que lo mismo ocurrirá con los alumnos: solamente si son puestos reiteradamente en situación de aplicar esta metodología (es decir, en situación de construir hipótesis, diseñar experimentos, realizarlos y analizar cuidadosamente los resultados, con una atención particular a la coherencia global, etc) será posible que superen su metodología del sentido común al tiempo que se producen los profundos cambios conceptuales que exige la construcción del conocimiento científico.

Las consideraciones anteriores implican una crítica de las estrategias de enseñanza basadas en el "cambio conceptual" en un doble aspecto: por una parte dichas estrategias parecen poner exclusivamente el acento en la modificación de las ideas. Y aunque es cierto, como señala Hewson y Torley (1989), que el cambio conceptual tiene sus exigencias epistemológicas y no debe considerarse como un simple cambio del contenido de las concepciones, en nuestra opinión es necesario una mayor insistencia en que el cambio conceptual comporta un cambio metodológico, por lo que las estrategias de enseñanza han de incluir explícitamente actividades que asocien el cambio conceptual con la práctica de aspectos clave de la metodología científica, tal como ocurrió históricamente. Pensemos, a este respecto, que uno de los defectos de la enseñanza de las ciencias repetidamente denunciados ha sido el de estar centrada casi exclusivamente en los conocimientos declarativos (en los "que") olvidando los procedimentales (los "como"). No puede así esperarse que baste hablar de cambio conceptual para que se tengan en cuenta las exigencias metodológicas y epistemológicas que ello comporta. Por el contrario, cabe temer que sin una insistencia muy explícita y fundamentada, las actividades creativas del trabajo científico -la invención de hipótesis, etc- continuarán prácticamente ausentes de las clases de ciencias (Yager y Penick 1983). sin embargo, las estrategias de enseñanza que hemos resumido más arriba no parecen incluir esta aproximación de la actividad de los alumnos a lo que constituye la investigación científica.

Aún es posible hacer otra crítica más fundamental si cabe, a esas estrategias de enseñanza: la secuencia que proponen consiste, como se recordará, en sacar a la luz las ideas de los alumnos, favoreciendo su formulación y consolidación, para después crear conflictos que las pongan en cuestión e introducir a continuación las concepciones científicas cuya mayor potencia explicativa va a hacer posible el cambio conceptual. Es cierto que dicha estrategia puede, puntualmente, dar resultados muy positivos al llamar la atención sobre el peso de ciertas ideas de sentido común, asumidas acríticamente como evidencias; pero también es cierto que se trata de una estrategia "perversa". En efecto ¿qué sentido tiene hacer que los alumnos expliciten y afiancen sus ideas para seguidamente cuestionarlas?, ¿cómo no ver en ello un artificio que aleja la situación de lo que constituye la construcción de conocimientos?. Esa construcción nunca se plantea para cuestionar ideas, para provocar cambios conceptuales, sino como resultado de las investigaciones realizadas para resolver problemas de interés; problemas que se abordan, como es lógico, a partir de los conocimientos que se poseen y de nuevas ideas que se construyen a título tentativo. En ese proceso, las concepciones iniciales podrán experimentar cambios e incluso, aunque más raramente, ser cuestionadas radicalmente, pero ese no será nunca el objetivo, sino, repetimos, la resolución de los problemas planteados. Por esta razón la estrategia de enseñanza que nos parece más coherente con la orientación constructivista es la que plantea el aprendizaje como tratamiento de situaciones problemáticas de interés. Ello nos remite, a su vez, a las investigaciones sobre resolución de problemas de lápiz y papel y sobre el trabajo de laboratorio: ¿Acaso las dificultades encontradas por los estudiantes en ambas actividades no procedían -como hemos visto en el apartado I.1- de no tener adecuadamente en cuenta su carácter de tratamiento de situaciones problemáticas, de su transformación en simples algoritmos, en recetas?. Creemos conveniente detenernos aquí en la consideración de recientes investigaciones en torno a la resolución de problemas de lápiz y papel que se han mostrado totalmente convergentes con las propuestas constructivistas que acabamos de exponer a propósito de la introducción de conceptos.

II.2.3. De los ejercicios de aplicación al tratamiento de situaciones problemáticas

Resumen II.2.3

En este apartado se recogen los resultados de investigaciones e innovaciones sobre resolución de problemas de lápiz y papel, mostrándose la coherencia entre dichos resultados y los correspondientes a los trabajos prácticos y al aprendizaje de conceptos.
Se afianza así la idea de orientar el aprendizaje de las ciencias como una construcción de conocimientos a través del tratamiento de situaciones problemáticas, es decir, como un trabajo de investigación dirigida.

Se ha señalado con frecuencia (Krulik y Rudnik 1980: Prendergast 1986) que los investigadores en la resolución de problemas de lápiz y papel no suelen plantearse qué es un problema -lo que, a nuestro entender, constituye una de las limitaciones de sus investigaciones-, pero existe un acuerdo general, entre quienes sí han abordado la cuestión, en caracterizar como problemas aquellas situaciones que plantean dificultades para las que no se poseen soluciones hechas. La definición de Krulik y Rudnik (1980) resume bien este consenso: "Un problema es una situación, cuantitativa o no, que pide una solución para la cual los individuos implicados no conocen medios o caminos evidentes para obtenerla".

Un mínimo análisis de la práctica docente habitual muestra, sin embargo, que los "problemas" son explicados como algo que se sabe hacer, como algo cuya solución se conoce y que no genera dudas ni exige tentativas: el profesor conoce la situación -para él no es un problema- y la explica linealmente, "con toda claridad"; consecuentemente, los alumnos pueden aprender dicha solución y repetirla ante situaciones idénticas, pero no aprenden a abordar un verdadero problema y cualquier pequeño cambio les supone dificultades insuperables provocando el abandono.

Ahora bien, si se acepta la idea de que todo problema es una situación ante la cual se está inicialmente perdido, una posible orientación consistiría en preguntarse ¿qué hacen los científicos en este caso?. Con ello planteamos muy concretamente que es lo que hacen los científicos delante de lo que para ellos constituye un verdadero problema y no ante un enunciado de lápiz y papel como los que se incluyen en los libros de texto. Se puede esperar, en efecto, que delante de problemas de lápiz y papel los científicos -que son a menudo profesores- adopten actitudes características de la enseñanza habitual y consideren los problemas como situaciones que se debe saber resolver y no como verdaderos problemas. En este sentido, los estudios hechos sobre la manera en que los "expertos" abordan los problemas de lápiz y papel estarían todavía muy lejos de lo que supone enfrentarse a un verdadero problema. Es pues más útil preguntarse qué es lo que los científicos hacen cuando tienen que habérselas con auténticos problemas para ellos. La respuesta en este caso es "simplemente" que... se comportan como investigadores. Y si bien es verdad que expresiones como investigación, metodología científica o método científico (con o sin mayúsculas) no tienen una clara significación unívoca, traducible en etapas precisas, resulta indudable que el tratamiento científico de un problema posee unas características generales que habría que tener en cuenta también en los problemas de lápiz y papel; cabe pues preguntarse cual es la razón de que ello no ocurra.

El hilo conductor seguido hasta aquí permite concebir que la inclusión de los datos en el enunciado como punto de partida, respondiendo a concepciones inductivistas, orienta la resolución hacia el manejo de unas determinadas magnitudes sin que ello responda a una reflexión cualitativa ni a las subsiguientes hipótesis. De este modo, al resolver un problema, el alumno se ve abocado a buscar aquellas ecuaciones que pongan en relación los datos e incógnitas proporcionados en el enunciado, cayendo así en un puro operativismo. No basta, pues, denunciar dicho operativismo: se trata de hacerlo imposible atacando sus causas. La comprensión de que la presencia de los datos en el enunciado, así como la indicación de todas las condiciones existentes -todo ello como punto de partida- responde a concepciones inductivistas y orienta incorrectamente la resolución, constituye un paso esencial en el desbloqueo de la enseñanza habitual de problemas y sus limitaciones. Es cierto que ello genera un desconcierto inicial entre el profesorado, porque choca con la práctica reiterada, con lo que "siempre" se ha hecho. Un enunciado sin datos, se señala, ¿no será algo excesivamente ambiguo frente a lo cual los alumnos acaben extraviándose?. Ahora bien, la ambigüedad, o, dicho con otras palabras, las situaciones abiertas, ¿no son acaso una característica esencial de las situaciones genuinamente problemáticas?. ¿Y no es también una de las tareas fundamentales del trabajo científico acotar los problemas abiertos, imponer condiciones simplificatorias?

Subsiste, naturalmente, la cuestión de cómo orientar a los alumnos para abordar dichas situaciones, puesto que no basta, obviamente, con enfrentarles a enunciados sin datos para lograr una actividad exitosa. La cuestión de qué orientaciones proporcionar a los alumnos para abordar la resolución de problemas sin datos (en los que ya no es posible el simple juego de datos, fórmulas e incógnitas) conduce a propuestas básicamente coincidentes con las que se enuncian a continuación y que, en conjunto, suponen un modelo de resolución de problemas como investigación (Gil et al 1991):

I. Considerar cuál puede ser el interés de la situación problemática abordada.

Si se desea romper con planteamientos excesivamente escolares, alejados de la orientación investigativa que aquí se propone, es absolutamente necesario evitar que los alumnos se vean sumergidos en el tratamiento de una situación sin haber podido siquiera formarse una primera idea motivadora.

Esta discusión previa del interés de la situación problemática, además de proporcionar una concepción preliminar y de favorecer una actitud más positiva hacia la tarea, permite una aproximación funcional a las relaciones C/T/S, que continúan siendo, pese a reconocerse su importancia, uno de los aspectos generalmente olvidados.

II. Comenzar por un estudio cualitativo de la situación, intentando acotar y definir de manera precisa el problema, explicitando las condiciones que se consideran reinantes, etc.

Cabe señalar que esto es lo que realizan habitualmente los expertos ante un verdadero problema y lo que en ocasiones se recomienda, sin demasiado éxito. Pero los alumnos, ahora, se ven obligados a realizar dicho análisis cualitativo: no pueden evitarlo lanzándose a operar con datos e incógnitas, porque no disponen de ellos. Han de imaginar necesariamente la situación física, tomar decisiones para acotar dicha situación, explicitar qué es lo que se trata de determinar, etc.

III. Emitir hipótesis fundadas sobre los factores de los que puede depender la magnitud buscada y sobre la forma de esta dependencia, imaginando, en particular, casos límite de fácil interpretación física.

Ya hemos hecho referencia en el capítulo anterior al consenso general de los epistemólogos acerca del papel central de la hipótesis en el tratamiento de verdaderos problemas. En cierta medida, se puede decir que el sentido de la orientación científica -dejando de lado toda idea de "método"- se encuentra en el cambio de un razonamiento basado en "evidencias", en seguridades, a un razonamiento en términos de hipótesis, a la vez más creativo (es necesario ir más allá de lo que parece evidente e imaginar nuevas posibilidades) y más riguroso (es necesario fundamentar y después someter a prueba cuidadosamente las hipótesis, dudar del resultado, buscar la coherencia global). Así, son las hipótesis las que focalizan y orientan la resolución, las que indican los parámetros a tener en cuenta (los datos a buscar). Y son las hipótesis -y la totalidad del corpus de conocimientos en que se basan- las que permitirán analizar los resultados y todo el proceso. En definitiva, sin hipótesis una investigación no puede ser sino ensayo y error, deja de ser una investigación científica.

Podría pensarse que es inútil insistir aquí en estas ideas tan conocidas. Desgraciadamente es preciso reconocer que el papel de las hipótesis apenas se toma en consideración en las prácticas de laboratorio y ni siquiera se plantea en lo que se refiere a los problemas de lápiz y papel. Sin embargo, los problemas sin datos en el enunciado como los que proponemos obligan a los alumnos a hipótetizar, a imaginar cuales deben ser los parámetros pertinentes y la forma en que intervienen.

Así, por ejemplo, en un problema como "Un automóvil comienza a frenar al ver la luz amarilla ¿con qué velocidad llegará al paso de peatones?", los alumnos pueden concebir la influencia de la fuerza de frenado, masa del automóvil, distancia a la que se encontraba inicialmente del paso de peatones y velocidad que llevaba, llegando a predecir la forma de estas relaciones y a considerar posibles casos límites (planteando, por ejemplo, que "si la fuerza de frenado fuese nula, la velocidad que llevaría seguiría siendo la inicial", etc, etc.)

Es cierto también que, en ocasiones, incluso muy a menudo, los alumnos introducen ideas "erróneas" cuando formulan hipótesis. Por ejemplo, cuando se pide cuál será la altura máxima a la que llegará una piedra lanzada hacia arriba, muchos alumnos piensan en la masa del objeto como una variable pertinente. Pero esto, lejos de ser negativo, constituye quizás la mejor manera de sacar a la luz y tratar dichas ideas (que serán falseadas por los resultados obtenidos). Cada vez que los alumnos abordan una situación problemática en la que interviene una caída de graves, sus ideas acerca de la influencia de la masa pueden reaparecer como hipótesis y ser tratadas; por el contrario, la resolución de decenas de ejercicios habituales sobre este mismo tema no impide que un importante porcentaje de alumnos de Educación Secundaria e incluso de estudiantes universitarios continúe considerando como "evidente" que un cuerpo de masa doble que otro caerá en la mitad del tiempo empleado por el primero.

IV. Elaborar y explicitar posibles estrategias de resolución antes de proceder a ésta, evitando el puro ensayo y error. Buscar distintas vías de resolución para posibilitar la contrastación de los resultados obtenidos y mostrar la coherencia del cuerpo de conocimientos de que se dispone.

Si el corpus de conocimientos de que dispone el alumno juega, como hemos visto, un papel esencial en los procesos de resolución, desde la representación inicial del problema y la manera de modelizar la situación, hasta en las hipótesis que se avanzan, es sin duda en la búsqueda de caminos de resolución donde su papel resulta más evidente. En efecto, los problemas de lápiz y papel son situaciones que se abordan disponiendo ya de un corpus de conocimientos suficientemente elaborado para permitir la resolución: su estatus en los libros de texto es el de problemas "de aplicación". Son, en efecto, situaciones que se pueden resolver con los conocimientos ya elaborados, sin que haya necesidad de nuevas verificaciones experimentales. Es por tanto lógico y correcto que en la literatura sobre resolución de problemas de lápiz y papel, se de mucha importancia a un buen conocimiento teórico. Ya no resulta tan correcto que se interprete el fracaso en la resolución como evidencia de la falta de esos conocimientos teóricos: se olvida así que las estrategias de resolución no derivan automáticamente de los principios teóricos sino que son también construcciones tentativas, que parten del planteamiento cualitativo realizado, de las hipótesis formuladas y de los conocimientos que se poseen en el dominio particular, pero que exigen imaginación y ensayos. Las estrategias de resolución son, en cierta medida, el equivalente a los diseños experimentales en las investigaciones que incluyen una contrastación experimental y hay que encararlas como una tarea abierta, tentativa. Es por ello que resulta conveniente buscar varios caminos de resolución, lo que además de facilitar la contrastación de los resultados puede contribuir a mostrar la coherencia del cuerpo de conocimientos.

V. Realizar la resolución verbalizando al máximo, fundamentando lo que se hace y evitando, una vez más, operativismos carentes de significación física.

La petición de una planificación previa de las estrategias de resolución está dirigida a evitar una actividad próxima al simple "ensayo y error", pero no pretende imponer un proceso rígido: los alumnos (y los científicos) conciben en ocasiones las estrategias de resolución a medida que avanzan, no estando exentos de tener que volver atrás a buscar otro camino. En todo caso, es necesario que la resolución esté fundamentada y claramente explicada -previamente o a medida que se avanza- lo que exige verbalización y se aleja de los tratamientos puramente operativos, sin ninguna explicación, que se encuentran tan a menudo en los libros de texto. Ello exige también una resolución literal hasta el final, lo que permite que el tratamiento se mantenga próximo a los principios manejados y facilitará, además, el análisis de los resultados. Como indican Jansweijer et Al (1987) "Cuando la tarea es un verdadero problema, las dificultades y las revisiones son inevitables" y ello se ve facilitado, sin duda, por una resolución literal en la que los factores considerados como pertinentes aparecen explícitamente y se pueden reconocer los principios aplicados, lo que no ocurre, obviamente, en el caso de una resolución numérica.

VI. Analizar cuidadosamente los resultados a la luz de las hipótesis elaboradas y, en particular, de los casos límite considerados.

El análisis de los resultados constituye un aspecto esencial en el aborde de un verdadero problema y supone, sobre todo, su contrastación con relación a las hipótesis emitidas y al corpus de conocimientos. Desde este punto de vista adquieren pleno sentido propuestas como la que Reif (1983) denomina "verificación de la consistencia interna":

Es importante constatar hasta que punto el proceso de análisis de los resultados preconizado por Reif en el texto precedente se ajusta a una verificación de hipótesis avanzadas al principio de la resolución para orientarla y dirigir la búsqueda de los datos necesarios -las variables pertinentes- en lugar de pedir que "se reconozcan" en el enunciado como punto de partida. Cabe preguntarse, una vez más, por qué ese paso lógico y aparentemente tan sencillo no ha sido dado ni por Reif ni por otros autores. En nuestra opinión, la razón de ello estribaría en el hecho de aceptar, sin cuestionarlo, el tipo habitual de enunciado y la orientación didáctica asociada al mismo, consistente en "desproblematizar" los problemas.

Añadamos para terminar que, al igual que ocurre en una verdadera investigación, los resultados pueden ser origen de nuevos problemas. Sería conveniente que los alumnos (y los profesores) llegasen a considerar este aspecto como una de las derivaciones más interesantes de la resolución de problemas, poniendo en juego de nuevo su creatividad.

Es conveniente remarcar que las orientaciones precedentes no constituyen un algoritmo que pretenda guiar paso a paso la actividad de los alumnos. Muy al contrario, se trata de indicaciones genéricas destinadas a llamar la atención contra ciertos "vicios metodológicos" connaturales: la tendencia a caer en operativismos ciegos o a pensar en términos de certeza, lo que se traduce en no pensar en posibles caminos alternativos de resolución o en no poner en duda y analizar los resultados, etc.

El cuestionamiento sistemático de las ideas docentes de sentido común ha permitido así concebir la transformación de la resolución de problemas de lápiz y papel en una actividad abierta, creativa, capaz de generar el interés de los alumnos. Hemos reencontrado así propuestas que aparecen asociadas únicamente -cuando aparecen- en relación con los trabajos prácticos y que ahora abarcan a todas las actividades de aprendizaje de las ciencias. Esta convergencia de estudios inicialmente desconexos, se convierte en un apoyo indudable a las propuestas elaboradas y contribuye al establecimiento de un modelo de enseñanza/ aprendizaje de las ciencias como investigación que abraza coherentemente sus aspectos fundamentales.

Estas propuestas de orientar el aprendizaje como una construcción de conocimientos a través del tratamiento de situaciones problemáticas suelen generar -pese a lo riguroso de su fundamentación- un cierto escepticismo entre el profesorado que conviene explicitar y discutir.

II.2.4. ¿Es posible que los alumnos construyan conocimientos científicos?. (A favor de un "constructivismo radical")

Resumen II.2.4

Se precisa aquí el modelo de aprendizaje de las ciencias como investigación, utilizando una metáfora que ve en los alumnos a "investigadores noveles" y en el profesor a un "director de investigaciones" en campos en los que es experto

Muchos profesores e investigadores han criticado las propuestas constructivistas, señalando que "No tiene sentido suponer que los alumnos, por si solos (?) puedan construir todos (?) los conocimientos que tanto tiempo y esfuerzo exigieron de los más relevantes científicos". Esta y parecidas críticas se repiten una y otra vez. Es difícil no estar de acuerdo, por supuesto, en que los alumnos por si solos no pueden construir todos los conocimientos científicos. Sin embargo, de aquí no se sigue que se haya de recurrir necesariamente a la transmisión de dichos conocimientos ni que se hayan de poner en cuestión las orientaciones constructivistas. En efecto, es bien sabido que cuando alguien se incorpora a un equipo de investigadores, rápidamente puede alcanzar el nivel del resto del equipo. Y ello no mediante una transmisión verbal, sino abordando problemas en los que quienes actúan de directores/ formadores son expertos. La situación cambia, por supuesto, cuando se abordan problemas que son nuevos para todos. El avance -si lo hay- se hace entonces lento y sinuoso. La propuesta de organizar el aprendizaje de los alumnos como una construcción de conocimientos, responde a la primera de las situaciones, es decir, a la de una investigación dirigida, en dominios perfectamente conocidos por el "director de investigaciones" (profesor) y en la que los resultados parciales, embrionarios, obtenidos por los alumnos, pueden ser reforzados, matizados o puestos en cuestión, por los obtenidos por los científicos que les han precedido. No se trata, pues, de "engañar" a los alumnos, de hacerles creer que los conocimientos se construyen con la aparente facilidad con que ellos los adquieren, sino de colocarles en una situación por la que los científicos habitualmente pasan durante su formación, y durante la que pueden familiarizarse mínimamente con lo que es el trabajo científico y sus resultados, replicando para ello investigaciones ya realizadas por otros, abordando problemas conocidos por quienes dirigen su trabajo.

Se trata, pues, de favorecer en el aula un trabajo colectivo de investigación dirigida, tan alejado del descubrimiento autónomo como de la transmisión de conocimientos ya elaborados (Gil 1983; Millar y Driver 1987). Ello exige la elaboración de "programas de actividades" (programas de investigación) capaces de estimular y orientar adecuadamente la (re)construcción de conocimientos por los alumnos (Gil 1982). Como señalan Driver y Oldham (1986), quizás la más importante implicación del modelo constructivista en el diseño del curriculum sea "concebir el curriculum no como un conjunto de conocimientos y habilidades, sino como el programa de actividades a través de las cuales dichos conocimientos y habilidades pueden ser construidos y adquiridos". La elaboración de estos programas de actividades constituye hoy, sin duda, uno de los mayores retos de la innovación en la enseñanza de las ciencias.

Precisaremos, para terminar este apartado, la idea de trabajo colectivo, que constituye un aspecto esencial del modelo, de acuerdo con el propósito de aproximar la actividad de los alumnos a un trabajo de investigación científica. No creemos necesario recordar aquí los bien conocidos y documentados argumentos en favor del trabajo en pequeños grupos como forma de incrementar el nivel de participación y la creatividad necesaria para abordar situaciones no familiares y abiertas (Ausubel 1978; Solomon 1987; Linn 1987), como indudablemente son las concebidas para posibilitar la construcción de conocimientos. Sí queremos insistir, por el contrario, en la necesidad de favorecer la máxima interacción entre los grupos (Wheatley 1991), mediante la cual los alumnos pueden asomarse a una característica fundamental del trabajo científico: la insuficiencia de las ideas y resultados obtenidos por un único colectivo y la necesidad de cotejarlos con los obtenidos por otros, hasta que se produzca suficiente evidencia convergente para que la comunidad científica los acepte. Nunca se insistirá bastante, en efecto, en que, por ejemplo, unos pocos resultados experimentales como los que se pueden obtener en un laboratorio escolar no permiten hablar de verificación de hipótesis (Hodson 1985); de ahí la importancia de los intercambios inter-grupos y la participación del profesor como "portavoz de otros muchos investigadores" (es decir, de lo que la comunidad científica ha ido aceptando como resultado de un largo y difícil proceso). Es necesario resaltar, por otra parte, que esta insistencia en el trabajo colectivo no va dirigida contra la actividad individual, sino que, por el contrario, persigue potenciarla y enriquecerla en un proceso de fecundación mutua.

El modelo constructivista emergente se concreta así en torno a tres elementos básicos: los programas de actividades (situaciones problemáticas susceptibles de implicar a los alumnos en una investigación dirigida), el trabajo en pequeños grupos y los intercambios entre dichos grupos y la comunidad científica (representada por el profesor, textos, etc). Se configura así lo que Wheatley (1991) denomina estrategias de enseñanza basadas en el "constructivismo radical", con propuestas y fundamentaciones en las que coincide básicamente con otros autores (Gil 1992; Driver y Oldham 1986). La correcta caracterización de esta nueva y pujante orientación precisa, sin embargo, que se tomen en cuenta otros aspectos, a los que nos referiremos en los siguientes apartados.

Parte II.3
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