Concepciones alternativas y aprendizaje de las ciencias

Alejandra García Franco

alegfranco@gmail.com

El aprendizaje de conceptos

HECHOS CONCEPTOS

Interpretar

Comprender

Relacionar

DAR SENTIDO

PRINCIPIOS

Conservación

Interacción

Equilibrio

El aprendizaje de conceptos

El hielo se derrite

La materia está hecha de partículas

La energía cinética depende de la temperatura

Interpretar

Comprender

Relacionar

DAR SENTIDO

PRINCIPIOS

Conservación

Interacción

Equilibrio

Aprender ciencia como conjunto de datos

Aprender ciencia como sistema de conceptos

Actividades de enseñanza, aprendizaje y evaluación

Actividades de enseñanza, aprendizaje y evaluación

SOBRA

FALTA

Las decisiones sobre la selección y organización de contenidos debe hacerse en función de las metas a las

que esté dirigido el currículo

Aprendizaje de conceptos

La selección de contenidos factuales debe estar subordinada a la comprensión y el uso funcional del conocimiento

Comprender es más difícil que repetir La enseñanza de conceptos es más

compleja que la enseñanza de datos Los maestros enseñan conceptos,

los alumnos aprenden datos

Enseñar los conocimientos científicos como datos, como hechos, sin significado para el alumno, axiomas o principios no entendidos ni discutidos convierte el aprendizaje de la ciencia en una cuestión de fe, y a los alumnos, en creyentes, o más frecuentemente en ateos, condenados al infierno de los reprobados, cuando no se quedan en el limbo de la falta de comprensión.

Pozo y Gómez Crespo, 1998

Algunos criterios para favorecer el aprendizaje de conceptos

Evitar preguntas y tareas que permitan respuestas reproductivas

Plantear situaciones y tareas nuevas al menos en algún aspecto

Evaluar los conocimientos previos al inicio, activando sus ideas y trabajando a partir de ellas

Valorar las ideas de los alumnos, promover el uso de su terminología y que expliquen con sus propias palabras

Utilizar técnicas indirectas que hagan inútil la repetición literal

Un poco de historia

Primero… Errores conceptuales Preconceptos

Después… Concepciones alternativas Marcos conceptuales alternativos Teorías de los niños

Ahora… Representaciones múltiples Concepciones múltiples

¿Qué son?

Construcciones que los sujetos elaboran para dar respuesta a su necesidad de interpretar fenómenos naturales o conceptos científicos, y para brindar explicaciones, descripciones o predicciones.

Características

Relacionadas con la experiencia (observación directa, percepción, cultura, lenguaje, explicaciones de los profesores, materiales instruccionales)

Son personales, pero no idiosincrásicas Son independientes de edad, habilidad,

género o cultura Son muy persistentes y resistentes a la

enseñanza tradicional

Características (2)

Tienen carácter implícito Pueden asociarse con

explicaciones generadas a lo largo de la historia

Interactúan con el conocimiento presentado en la instrucción formal generando una serie de aprendizajes no esperados

Algunos ejemplos

Un plato de cobre tiene estas propiedades:1. Conduce la electricidad 2. Color café 3. Más denso

que el agua.Imagina que se pudiera aislar un sólo átomo de cobre de

este plato. ¿Cuáles de estas propiedades serán las mismas para un átomo aislado?

1 1 ,2 1, 3 Todas ellas Ninguna de ellas

Algunos ejemplos

Dos objetos A y B a temperatura ambiente (20° C) se calientan en condiciones idénticas durante un minuto, al terminar, la temperatura de A es de 35° C y la de B es de 25° C ¿Cuál de los dos objetos recibió

mayor energía?

Algunos ejemplos

Dos objetos A y B a temperatura ambiente (20° C) se calientan en condiciones idénticas durante un minuto, al terminar, la temperatura de A es de 35° C y la de B es de 25° C ¿Cuál de los dos objetos recibió

mayor energía?

Algunos ejemplos

Dos sustancias A y B reaccionan para formar una sustancia C. Si el sabor de A es dulce, y el sabor de B es agrio, decide cómo será el sabor de C.Dulce A + B CSaladoAgridulceNo puede saberseAgrio

Algunos ejemplos

Un cuerpo es lanzado hacia arriba por un plano inclinado. Indica cuál de los tres esquemas representa correctamente la fuerza resultante que actúa sobre el mismo mientras asciende.

F F

Algunos ejemplos

Supongamos que calentamos agua en una olla cerrada (donde no puede escaparse nada) hasta que no quede líquido ¿Cuándo crees que pesará más la olla?

(a) Cuando contiene líquido

(b) Cuando no quede líquido

(c) Pesarán igual

(d) No lo sé

Orígenes de las concepciones alternativasOrígenes de las concepciones alternativas

Previas al aprendizaje Metodología de enseñanza habitual

percepción

cultura

lenguaje

experiencias personales

Materiales educativos

¿Y luego?

Una gran proporción de las concepciones alternativas de los estudiantes son el resultado de la aplicación del razonamiento guiado por el “sentido común” Talanquer (2005)

Principios intuitivos sobre el funcionamiento del mundo natural

Procesos heurísticos de razonamiento

Realismo ingenuo

Los objetos y procesos en el mundo físico existen de manera independiente del observador y son tal y como los percibimos.

Los sentidos nos proporcionan conocimiento directo sobre la realidad.

Los objetos físicos existen en estados naturales.

Los conceptos y modelos se refieren a objetos, eventos y propiedades que existen en el mundo real.

Sentido común

Ciertas formas de pensar (sentido común) tienen una frecuencia y estabilidad extraodinaria antes y después de la instrucción. Su relativa coherencia contribuye a su poder predictivo y resistencia.

El mecanismo básico subyacente delrazonamiento de sentido común es el reduccionismo. Los estudiantes tienen una tendencia natural a simplificar el análisis de cualquier problema o fenómeno, haciendo uso de la percepción y reduciendo el número de variables a considerar.

Reduccionismo

RazonamientoPerceptivo

RazonamientoSecuencial

Substancialismo Razonamineto Estático

Causalidad Lineal Fijación Funcional

Reducción Funcional

Indistinguibilidad

Razonamiento Perceptivo

o Razonamiento guiado por las propiedades perceptibles de un sistema o fenómeno. Las cosas son tal y como se perciben

o Uso de la “realidad” para explicar el modelo y no viceversa

o Uso del mundo macroscópico para explicar el mundo microscópico

Sustancialismo

Tendencia a usar un objeto material común como referencia implícita para el análisis deconceptos abstractos.

Las imágenes, analogías o símbolos usados para representar conceptos abstractos tienen realidad concreta.

Reducción funcional

La mayoría de los cambios y propiedades de un sistema dependen de una sola variable.

Debe haber una causa, pero una es suficiente.

Fijación funcional

Los principios y leyes se aplican a cualquier sistema o proceso sin importar sus características o las condiciones bajo las que se trabaja.

Las condiciones o restricciones bajo las cuales una ley o principio se aplican son irrelevantes.

Indistiguibilidad

Las explicaciones se construyen usando conceptos arbitrariamente seleccionados de entre un conjunto de ideas relacionadas.

Tendencia a usar una misma idea con varias “etiquetas”.

Principios intuitivos

ContinuidadLas sustancias pueden ser divididas

en piezas más pequeñas que tienen las mismas propiedades que la pieza original.

Principios intuitivos

EsencialismoLas propiedades de los materiales

están determinadas por la mezcla de diferentes componentes elementales con esencias bien definidas. Las propiedades se transfieren de manera aditiva.

Principios intuitivos

SustancialismoInteracciones, procesos, propiedades

y entidades abstractas que escapan a la percepción, se conciben como sustancias o propiedades de objetos materiales.

Principios intuitivos

Causalidad mecánicaTodo cambio en un sistema es

inducido por un agente externo.Todo cambio puede explicarse al

identificar al agente que altera su “estado natural”

Principios intuitivos

TeleologíaLos cambios ocurren para satisfacer

algún propósito o fin determinado, una necesidad intrínseca o algún principio fundamental

Todo cambio puede explicarse al identificar al agente que altera su “estado natural”

Procesos heurísticos

Procesos heurísticos

AsociaciónCovariancia: “a más A, más B”Similitud: causa y efectoProximidad: eventos cercanosAditividad: los efectos se combinanDisponibilidad: de qué me acuerdo

Procesos heurísticos

ReducciónSe reducen el número de factores que

se consideran Fijación

Se generalizan los principios o interpretaciones

Secuenciación linealAnálisis de sistemas como progresión

de eventos

Tarea

Tomar 3 concepciones ¿Cuál puede ser su origen? Clasificarla de acuerdo a lo propuesto

Principios intuitivosProcesos heurísticos

¿Qué sugerirían hacer con ella en el salón de clases?

Algunas concepciones alternativas

1. Cuando una reacción química alcanza el equilibrio hay la misma cantidad de productos que de reactivos

2. Cuando el agua se evapora, sus moléculas se separan en el oxígeno y el hidrógeno que las conforma

3. En una sustancia con enlace iónico, solamente se pueden formar tantos enlaces como cargas tenga el ión correspondiente

4. En una sustancia con enlace covalente, es posible distinguir los electrones de cada uno de los átomos participantes

5. Una base es una sustancia que contiene iones hidroxilo

¿Y qué hacemos con las ideas previas?

El doctor del aprendizaje(Taber, 2002)

Diagnosticar el caso particular de la “falla para aprender”Usar la información para prescribir

acciones apropiadas diseñadas para lograr el aprendizaje deseado

• La enseñanza de las ciencias es una actividad basada en la investigación

• Búsqueda de información publicada• Descripción sistemática de nuestras acciones

Obstáculos al aprendizaje

Ausencia Condiciones físicas Distracciones Motivación No comprender el significado de lo

que quiere decir el profesor

Impedimentos “nulos”

Los estudiantes no relacionan las palabras del maestro con el conocimiento existenteDeficienciaFragmentación

Impedimentos “sustantivos”

Concepciones científicas intuitivas (impedimentos ontológicos)

Impedimentos de aprendizaje pedagógicos

Para ser doctor…

Experiencia Tener presentes las ideas previas

reportadas en la literatura Tener tiempo para discutir en grupos

pequeños o individualmente las ideas de los estudiantes

Desarrollar sensibilidad a las ideas de los estudiantes

Para ser doctor…

Desarrollar un clima de aprendizaje que favorezca que los estudiantes discutan y critiquen sus ideas

Desarrollar instrumentos que permitan explorar las interpretaciones de los estudiantes con más profundidad, más que evaluar las respuestas como correctas o no

Conocer las ideas previas…

Facilita el diagnóstico, identificación y predicción de dificultades conceptuales

Permite diseñar o seleccionar métodos de enseñanza más eficaces

Nos deja saber que el “aprendizaje” como la “salud” tiene muchos caminos posibles

Referencias

Ideas previas http://ideasprevias.cinstrum.unam.mx

:2048/index.php . Students' and Teachers' Conceptions

and Science Educationhttp://www.ipn.uni-kiel.de/aktuell/stcse

/stcse.html