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La asignatura Ciencias Naturales y sus posibilidades para la aplicación de la enseñanza problémica

4 de julio de 2016

Adania S. Guanche Martínez. Municipio de Marianao, La Habana, Cuba
IBERCIENCIA: Comunidad de Educadores para la Cultura Científica
La aplicación de la enseñanza problémica a las Ciencias Naturales de quinto y sexto grados, mediante un sistema metodológico original de la autora, convenció a toda la comunidad científica, de que esta concepción del proceso de enseñanza-aprendizaje constituye una vía efectiva para promover las motivaciones por continuar estudiando la naturaleza y por defenderla y conservarla.

La asignatura Ciencias Naturales tiene posibilidades para iniciar la aplicación de la enseñanza problémica, debido a que su contenido de enseñanza refleja el carácter contradictorio de los objetos, los fenómenos y los procesos de la naturaleza, y su nivel de profundidad está en relación con las posibilidades de los alumnos.

Por otra parte, los objetivos del programa propenden a que los escolares asimilen conocimientos que son de su interés; en este documento se expresa que los alumnos deben comprender los principales procesos y fenómenos de la naturaleza que ocurren a su alrededor y se espera que los puedan explicar satisfactoriamente acorde con su nivel, mediante un enfoque científico.

Estos propósitos se logran, si se trabaja por el docente, de modo tal que exista una apropiación consciente de los conocimientos, mediante las habilidades, especialmente la explicación, una de las más complejas, porque exige mucho más que una mera repetición del enunciado del texto o de la exposición lineal o repetitiva de las palabras del maestro.

Para comprender los principales procesos y fenómenos de la naturaleza, no basta describirlos, sino que es necesario penetrar en su esencia y para ello, los alumnos han de desarrollar un pensamiento lógico-dialéctico. Durante el proceso de aprendizaje problémico los alumnos pueden confirmar la diversidad y la unidad de la naturaleza y formar convicciones acerca de ella. El maestro tiene posibilidades para estructurar el contenido de la asignatura Ciencias Naturales.

Existen contradicciones que se evidencian en cuanto al contenido; son contradicciones internas, existentes en los procesos y fenómenos naturales. Otras se ponen de manifiesto en la forma, o modo de presentación de los nuevos contenidos; el estudio de los programas de la asignatura revela al maestro la mayoría de las contradicciones del contenido de enseñanza, si este domina los conocimientos de las ciencias y los contenidos de la asignatura.

El trabajo de hallar las contradicciones del contenido de las Ciencias Naturales, para el maestro puede resultar difícil en un momento inicial, pero debe ser logrado con un entrenamiento sistemático.

La integración de conocimientos, que contribuye a la formación de la concepción científica del mundo, se realiza con mayor efectividad si se emplea la enseñanza problémica, porque esta logra durabilidad de los conocimientos, al ser más significativos los motivos de aprendizaje. Los alumnos se habitúan a buscar, entre los conocimientos asimilados, aquellos que satisfacen de manera lógica la solución de los problemas docentes y así asimilan otros nuevos conceptos.

En el decurso de esta investigación, se apreció como un elemento constante la limitación de los docentes para identificar elementos contradictorios del contenido de las Ciencias Naturales. El análisis del contenido de la asignatura propició un trabajo en esta dirección.

Estas dificultades condujeron al análisis de cómo se pueden revelar las contradicciones del contenido en la asignatura Ciencias Naturales, y tuvo como resultado la identificación de trece formas diferentes de presentación de contradicciones que pertenecen a la materia de estudio en esta asignatura.

Al determinar cómo se plantean las contradicciones del contenido de enseñanza en las Ciencias Naturales, para crear situaciones problémicas, se estudió profundamente el contenido, se analizó su basamento científico y se establecieron regularidades, pues después de encontrados estos aspectos opuestos, es necesario determinar, qué información es la que ha de darse a los alumnos y cuáles son los elementos que ellos tienen que buscar y, que por tanto, son los que deben omitirse.

De esta forma, fueron identificadas trece formas de plantear estas contradicciones, las que, con sus ejemplos correspondientes, se presentan a continuación:

1- Situaciones basadas en la apreciación de fenómenos y procesos reales, objetivos y observables, que aparentan tener una causa diferente a la verdadera. Ejemplo: el Sol “sale” todos los días por el este y se pone por el oeste. Aparentemente, el que se traslada es este astro y sin embargo, este fenómeno tiene como causa el movimiento de la Tierra, de oeste a este (rotación terrestre).
Se les hace notar a los alumnos la regularidad y después se asevera que la causa del fenómeno no es la que aparenta tener, con lo cual queda evidenciada la contradicción.

2- Situaciones que se originan de una actividad experimental, realizada en la clase o relatada, cuyos resultados son inexplicables, por ser desconocida por los alumnos la verdadera causa del fenómeno que se provoca con el experimento. Como ejemplo: fabricar una vasija pequeña de papel, doblando este de modo que quede formada como una cajita. Al echarle agua y ponerla al fuego de un mechero o simplemente de una vela, se observa que, aunque le dé la candela directamente al papel, este no se quema. Como se aprecia, el resultado del experimento es inexplicable y se crea así una situación problémica.
Ejemplo de experimento relatado: Van Helmont, en el Siglo XVII plantó un brote de sauce en una cantidad conocida de suelo (pueden dárseles las cifras en kilos o en libras). Después de cuidarlo cinco años, regándolo todos los días, encontró que el peso del suelo sólo había disminuido unos pocos gramos, mientras que el brote de sauce se había convertido en un árbol que pesaba muchos kilogramos. Al comprenderse bien la diferencia entre la disminución del peso de la tierra y el aumento en la masa del árbol, queda evidenciada la contradicción.

3- Comparación entre dos objetos, fenómenos o procesos, que puede generar varias alternativas: la comparación por semejanza es admisible, aunque difícil de creer; y la comparación por semejanza es admitida como válida corrientemente, pero en realidad lo que existe es una diferencia. Uno de los ejemplos sería el siguiente: el mayor pozo perforado por el hombre en el planeta tiene 15 Km de profundidad, que es igual a la distancia entre dos puntos conocidos por los alumnos, lo cual provoca incredulidad, sin embargo, esta enorme distancia es comparable con el pinchazo de la punta de un alfiler en una pelota de goma de un decímetro de diámetro aproximadamente. Puede hacerse la demostración y así se agudiza la contradicción, pues es difícil de creer que equivalgan esa distancia con la penetración de apenas un milímetro en la superficie de la pelota.
Otro de los ejemplos, sería: el agua es considerada por muchas personas como el alimento de las plantas, pues sin ella, los vegetales se marchitan y mueren. Sin embargo, el agua no constituye el alimento de ningún ser vivo en absoluto; las plantas son seres vivos, por lo que su alimentación no puede ser el agua, sin embargo, esta no puede faltarles.
También cuando se confronta un árbol con un edificio de igual tamaño, se hacer notar que el agua llega hasta el tanque alto del edificio porque una bomba la impulsa hacia arriba, en contra de la fuerza de gravedad, en tanto que en el árbol, el agua tiene que llegar exactamente igual, hasta las ramas más altas y también desafía a la fuerza de gravedad. Sin embargo, la planta no cuenta ni con un corazón, ni con una bomba acoplada a este, que impulse el agua hacia arriba.

4- Situaciones generadas por fenómenos cotidianamente observados en el funcionamiento de objetos producidos por la tecnología moderna, basados en procesos físicos o químicos, desconocidos por los alumnos. Generalmente se manifiestan contradicciones entre lo ya conocido por los alumnos y algo desconocido. Como ejemplo: después de estudiar las formas de propagación del calor, se les presenta un termo, en cuyo interior se conoce que los líquidos conservan igual temperatura, lo cual se les hace recordar. Esto genera una situación problémica, pues es inexplicable que no se cumpla en ese caso un proceso que han estudiado anteriormente.

5- Cadena de contradicciones relacionadas con las ciencias de la naturaleza, que se presentan por el maestro, de tal manera, que la solución de una, genera otra nueva. Como ejemplo tenemos las diversas formas que existen para orientarnos en un terreno, lo cual nos hace pensar en la inutilidad de contar con una brújula.

6- Relatos de “ciencia-ficción” o cuentos infantiles o juveniles, cuyo eje temático se trabaja sobre la base de elementos sorprendentes, por inverosímiles o más bien, por ser desconocidas por los alumnos en ese momento, las verdaderas causas de los fenómenos presentados en el relato. Ejemplo de esta forma lo constituye la historia fantástica de un joven que tomó una poción “mágica” preparada por un anciano de su aldea, que tenía el poder de reducirlo de tamaño; así fue que se infiltró en el suelo con una gota de agua... al llegar a determinado nivel, notó que se desplazaba horizontalmente, hasta un buen día, volvió a apreciar la luz y se dio cuenta de que toda el agua que lo conducía, estaba elevándose, claro está, en contra de la fuerza de gravedad, pues se encontraba en un pozo artesiano... (se pueden añadir otros elementos al relato, según el contenido que se tenga que desarrollar).

7- Situaciones cuyo contenido esté basado en dos puntos de vista opuestos de las ciencias naturales, pero ambos parcialmente aceptables o verídicos, que dependen de su contrario correspondiente y que se complementan mutuamente, o sea, constituidas por los llamados ejes de contradicción, o también conocidas como paradojas de las ciencias. Como ejemplo tenemos que, en las plantas se presenta diversidad, pero al mismo tiempo hay unidad, siendo estos dos conceptos contrarios por completo.

8- Situaciones en las que se manejan dos criterios opuestos sobre un tema de ciencias, de los cuales, el acertado, es aparentemente erróneo. Por ejemplo, al presentar una montaña representada por sus curvas de nivel, se relata cómo dos alpinistas discutían por dónde debían escalarla. El alpinista A opinaba que debía escalarse por la ladera norte, por existir en esa vertiente menor distancia entre la base y la cima (esta es una razón convincente en este momento para los escolares). Sin embargo, el alpinista B, opinaba que debía escalarse por la ladera sur aunque existiera mayor distancia entre la base y la cima. En este caso el último, aparentemente errado, es el que tiene la razón, pues la ladera norte resultaría muy abrupta.

9- Estudio de invenciones o construcciones hechas por hombres de etapas históricas pasadas, cuyas limitaciones sorprenden, al ser conocidos hoy, nuevos procedimientos o aplicaciones científicas; se trata de contradicciones basadas en las diferencias tecnológicas entre dos épocas históricas diferentes. Como ejemplo, entre los muchos que se pueden mencionar, se encuentra la presentación de ilustraciones de los acueductos romanos, grandes obras ingenieras, edificadas a enormes alturas, con canales que guardaban la misma altitud que tenía la fuente de agua de la que abastecían a la ciudad, (a pesar de que hubiera sido más fácil tender los tubos bajo tierra, o al mismo nivel del suelo).

10- Fenómenos y procesos astronómicos, físicos, químicos, geográficos o biológicos, que originan consecuencias inesperadas para quien no conozca su esencia o sus relaciones y nexos causales. Pueden ser presentadas las consecuencias o las causas, para crear la situación problémica, porque aparentemente carecen de toda lógica. Como ejemplo: cuando salimos del agua, después de un baño de mar, que a pesar de encontrarnos expuestos al Sol, sentimos mucho frío en la piel, y sin embargo, deberíamos sentir tanto o más calor que antes de entrar al agua. Como se aprecia, el procedimiento es enfatizar en los elementos contradictorios.

11- Contradicciones basadas en relaciones causa-efecto, en las que la causa puede transformarse en efecto y viceversa. Por ejemplo: para que crezcan normalmente las plantas, tiene que existir un suelo bien constituido. Para que se forme el suelo, es necesaria la presencia de restos vegetales. Luego, tuvo que existir un conjunto de vegetales donde no había suelo aun y sin embargo, se desarrollaron estas plantas. Pero es que si no había plantas, no podía haberse formado el suelo. La disyuntiva está en discernir qué fue lo que se desarrolló primero, el suelo o los vegetales.

12- Contradicciones basadas en un mismo elemento que signifique lo contrario para dos sujetos diferentes. Por ejemplo: el Sol, astro que constituye el centro del Sistema Solar, para un topo o un murciélago esa luz es perjudicial y para un ave canora, por ejemplo, significa algo maravilloso. Deben revelarse a los alumnos estos dos puntos de mira opuestos y argumentar cómo para cada uno de los sujetos que lo reciben, el mismo elemento significa lo contrario.

13- Revelación de los cambios radicales que sufre un objeto, fenómeno o proceso de la naturaleza, de modo tal, que, al transcurrir un determinado tiempo, su transformación sea total, es decir, que el resultado es la transformación del objeto, en algo opuesto a lo que era anteriormente. Por ejemplo: la Tierra primitiva era todo lo contrario a lo que es actualmente, pero ella misma fue transformándose en el tiempo, de modo tal, que el resultado resulta increíble.

Como se aprecia, pueden existir diversas formas de revelar a los escolares, las contradicciones del contenido de enseñanza en las Ciencias Naturales. Por supuesto, una misma contradicción podría ser revelada de varias maneras diferentes, y es el docente quien debe seleccionar la forma más conveniente, en correspondencia con las características de su grupo de escolares, de las limitaciones que estos tengan, de la base material con que se cuenta, o de otros factores.

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