Didáctica y modelos de enseñanza y aprendizaje de las Ciencias Naturales

Partes: 1, 2

Los contenidos y reflexiones desarrollados en el
presente trabajo
reflejan la formación académica y la experiencia
profesional del autor en la enseñanza de las ciencias
naturales, así como su contribución desde el
Ministerio de Educación, al
diseño
del currículo en el área para la educación
secundaria rural a distancia en el proyecto PEAR. En
este último cometido, nos hemos encontrado con ciertas
resistencias
al cambio,
provenientes desde los dominios disciplinares para concebir un
currículo que responda a las características
socioculturales, lingüísticas, geográficas y
climáticas de las zonas rurales tratando de integrar los
conocimientos científicos y las creencias y cosmovisiones
de las comunidades indígenas andinas y amazónicas
que existen en las zonas rurales del Perú en una propuesta
educativa. Para lograr nuestro propósito, teníamos
que preguntarnos ¿qué es conocimiento y
qué es creencia? Y ¿qué es lo que la
enseñanza de las ciencias debe cambiar? Estas
interrogantes son las que trataremos de responder al planificar
un currículo que responda a las características y
contextos socioculturales de una sociedad. Esta
pregunta no debe ser respondida de manera general sino desde la
adopción
de una intencionada posición epistemológica, la
cual es desarrollada en el contenido de este
documento.

Tratando de resolver estas interrogantes, hemos
organizado el contenido de este trabajo de la siguiente manera:
El primer capítulo trata de los objetivos de
la enseñanza de la ciencia en
el nivel secundario vistos dentro del enfoque de la construcción del conocimiento
científico y de la enseñanza de la ciencia como
un proceso de
construcción social que busca la adquisición de
capacidades conceptuales, procedimentales y actitudinales en los
adolescentes y
jóvenes a fin de formarlos como ciudadanos alfabetizados
en el
conocimiento científico con capacidad de respuesta
crítica
a las ventajas y desventajas de la ciencia en la sociedad. El
segundo capítulo presenta un estudio comparativo de los
diferentes modelos de enseñanza de las ciencias naturales,
partiendo desde el modelo
tradicional de transmisión del conocimiento, pasando por
los modelos por descubrimiento y expositivos hasta llegar a la
explicación y contrastación de los modelos. El
tercer capítulo trata en detalle nuestra
aproximación didáctica de preferencia la
explicación y contrastación de modelos
fundamentando sus ventajas y desventajas. El cuarto
capítulo explica las estrategias
adoptadas para la adquisición de los procedimientos.
Finalmente presentamos nuestras conclusiones formuladas a la
luz de los
argumentos desarrollados durante todo el
trabajo.

CAPÍTULO 1

Objetivos del aprendizaje de las ciencias
naturales.

1.
1¿Es la ciencia una forma de
creencia?

Las guerras y los
conflictos que
observamos en estos tiempos, han servido entre otras cosas para
abrir nuevamente el viejo debate entre
la ciencia y la religión. El punto de
partida de este debate es el origen epistemológico, es
decir el cuestionamiento que la ciencia hace de la naturaleza
básica y del valor que
tienen el conocimiento científico frente a las creencias
religiosas. De allí, la sociedad del conocimiento, se ha
encargado de asignarle un estatus social, político,
cultural y económico a ambas, dependiendo del lugar
dónde éstas se practiquen o se prediquen.

Remontándonos al pasado, encontramos que este viejo
debate entre ciencia y creencia, fue planteado hace 2,500
años por Platón.
(Sherry y col, 2001:326-27). En su obra el Meno, Platón
hace referencia al episodio que trata del diálogo
entre Sócrates y
un niño esclavo. El primero preguntándole al
segundo cómo podría doblar el área de un
cuadrado, para llevarlo hacia el conocimiento del llamado
Teorema de Pitágoras –en el que el cuadrado
de la hipotenusa de un triángulo es igual al cuadrado de
la suma de sus lados–. Este episodio ha sido considerado
como ejemplar en la pedagogía del método
socrático, la mayéutica. Sin embargo, Platón
saca de esta historia enseñanzas
epistemológicas y no necesariamente pedagógicas,
haciendo una clara distinción epistemológica entre
creencia verdadera y conocimiento.

Según Platón, el niño había sido
llevado a la creencia verdadera que el cuadrado de la hipotenusa
es igual a la suma de los cuadrados de los lados. Platón
pregunta si es que esta creencia verdadera constituye el
conocimiento y observa: "Hasta el momento estas opiniones,
siendo nuevas tienen la cualidad de ser como un sueño.
Pero si la misma pregunta se le hace a este niño en muchas
ocasiones y en varias formas, se podrá ver que al final
él tendrá un conocimiento en el tema tan exacto
como ninguno". Luego agrega: "cuando una persona se
sostiene de una noción verdadera o de algo sin darse
cuenta, su mente piensa que eso es verídico, pero sin
conocerlo; por el cual no podemos dar ni recibir ningún
crédito, uno no tiene conocimiento de eso.
Pero cuando una persona también es consciente de eso, todo
crédito se hace posible y la persona está
totalmente equipada de conocimiento"(ibid:327-8).

Platón sostiene que el conocimiento constituye un
argumento sustentado en una creencia verdadera. En ese
sentido para Platón, todo conocimiento presentado de
manera oral o escrito, para que pueda ser reconocido como tal,
requiere reunir tres condiciones: verdad, creencia y
evidencia. La condición de verdad del conocimiento se
mide si es que lo que sostenemos es acorde con la realidad. La
condición de creencia denota si es que la persona cree que
lo que sostiene es verídico. Para que se cumpla la tercera
condición, la evidencia, la persona debe tener buenas
razones para creer que lo que sostiene es cierto, es decir
mostrar las pruebas que
sustenten lo dicho o escrito. Este punto de vista, es en una
forma u otra, una argumento que sostiene que el conocimiento se
justifica por la creencia verídica y ha sido desde
Platón la ortodoxia epistemología que ha influenciado y
dominado nuestra educación occidental hasta nuestros
días. Es decir, se inicio en un terreno demarcado por
Platón y que poco hemos hecho hasta la fecha para
replantearlo.

En las siguientes páginas, trataremos de poner sobre el
tapete lo demarcado por Platón desde la posición de
la enseñanza de la ciencia.

Los educadores en el área de ciencias nos enfrentamos
todos los días cara a cara en las aulas con el debate
entre conocimiento y creencia. Sabemos que nuestros estudiantes
vienen a las aulas con ideas previas fuertemente ancladas que al
ser presentadas ante el nuevo conocimiento, es decir aquél
que queremos enseñarles entran en conflicto. Los
conocimientos que los alumnos han adquirido desde que nacen, en
su relación con sus padres, la naturaleza, sus amigos y
los medios de
comunicación, entran en conflicto con la
explicación científica del mundo y los
fenómenos de la naturaleza.

Para entender mejor este conflicto y reflexionar sobre
nuestras estrategias de enseñanza y aprendizaje de los
contenidos, el desarrollo de
las capacidades conceptuales, procedimentales y actitudinales,
además de la adquisición de las competencias, los
docentes
necesitamos hacernos seriamente la siguiente pregunta:
¿son el conocimiento científico y las creencias
idénticos, similares o simplemente tendrían una
construcción diferente?

Veamos algunos alcances. Existen estudios que sugieren que las
teorías
personales, es decir la cosmovisión que supuestamente
podría desarrollarse en cada persona sin la
participación intencional de la educación y las
explicaciones que nos da la ciencia del mundo y los
fenómenos que nos rodean no son necesariamente
reemplazados por las explicaciones formales que recibimos ni en
las interacciones colaborativas que realizamos, incluyendo
aquellas realizadas entre quienes dominan la ciencia. Es
más, las interacciones colaborativas y las diferentes
perspectivas negociadas en el flujo de la actividad social pueden
dar origen –y de hecho lo hacen– a la
elaboración de explicaciones personales. En este proceso
de elaboración, las explicaciones cotidianas y las
explicaciones científicas no se contradicen, más
bien, ambas son vistas como complementarias (Kaartinen &
Kumpulainen, 2002:210). El gran reto consiste en aprender
cómo y en que forma participamos en los diferentes
contextos sociales de la construcción del conocimiento,
más que en resolver el problema epistemológico de
la validez del conocimiento científico frente al
tradicional.

¿Cuál es el aporte del constructivismo a
este debate? El constructivismo, una teoría
personal y
social del conocimiento nos da explicaciones sobre la
epistemología de la ciencia y su enseñanza. Ha
permitido a los docentes orientar sus actividades
pedagógicas teniendo cierta claridad y respuesta frente a
las condiciones sociales y económicas de nuestros tiempos
que exigen la utilización de una combinación de
métodos y
estrategias. Sin embargo, equivocadamente, la propuesta o
estrategia de
enseñanza y aprendizaje muy difundido en la gran
mayoría de los sistemas
educativos, es el modelo de enseñanza de las ciencias a
través del descubrimiento. Este modelo asume que hacer y
enseñar ciencia serían dos procesos
más o menos idénticos y por ende
simétricamente comparables. Bajo este enfoque la función
del docente se basa en: que la enseñanza de la ciencia es
hacer que sus alumnos sigan rigurosamente los pasos del método
científico para descubrir los principios y los
fenómenos de la naturaleza. Que un aprendizaje efectivo
sería que los alumnos sigan como los hacen los
científicos, los pasos del método
científico. Los defensores de éste modelo
desconocen que hacer ciencia y enseñar ciencia se
desarrollan en contextos y tienen objetivos muy diferentes. El
análisis más detallado de este
enfoque lo realizaremos en el capítulo II que trata del
análisis comparativo de los diferentes modelos de
enseñanza de la ciencia.

1.2 La ciencia como
construcción social

La ciencia como cualquier otra área del conocimiento,
tiene su propio discurso, es
decir su propio sistema y
mecanismo de comunicación para predicar, persuadir y
convencer. Tiene también como cualquier ideología, sus defensores, es decir
aquellos encargados de alimentar con argumentos y a través
de la producción de nuevos conocimientos el
discurso científico. Pero también tiene sus
seguidores, es decir aquellos que no aceptarían
ningún otro argumento como válido si es que
éste no proviene de la ciencia. Todo esto es construido en
el marco de ciertas formas, convenciones e interrelaciones
sociales que suceden en la vida diaria.

¿Cuál es la relación de esto con la
enseñanza y el aprendizaje de
las ciencias? Lo que acabamos de afirmar, vale también
para la educación. La educación científica y
en particular la enseñanza de las ciencias naturales es un
proceso de culturización social que trata de conducir a
los estudiantes más allá de las fronteras de su
propia experiencia a fin de familiarizarse con nuevos sistemas de
explicación, nuevas formas de lenguaje y
nuevos estilos de desarrollo de conocimientos (Hogan y Corey,
2001:215).

El aprendizaje de las ciencias no sucede de manera
espontánea, sino que es un ejemplo de aprendizaje
difícil que requiere asistencia para conseguirlo. Por lo
tanto, el docente constituye el eje principal para ayudar a los
alumnos a esta apropiación cultural de la práctica
de la ciencia.

De allí que el docente, cumpliendo su rol de
guía, de mediador y facilitador de los procesos de
enseñaza y aprendizaje debe entender que la el
conocimiento científico y por ende su enseñanza
más que un conocimiento final y acabado es el producto de un
proceso de construcción social. En consecuencia, este
conocimiento jamás deberá ser presentado como un
producto final, acabado, menos aún absoluto e
incuestionable. Por el contrario, deberá ser presentado
como un producto en proceso de construcción, casi nunca
terminado, siempre incompleto y listo para ser mejorado e incluso
cambiado. Un producto que cambia permanentemente en el tiempo, sujeto
a las preferencias, gustos, tendencias, presiones e intereses
sociales y económicos de nuestra vida cotidiana. En este
sentido, ni siquiera el método científico existe al
margen de las tendencias sociales y económicas que
acabamos de describir.

Además, la producción del conocimiento
más que un proceso de construcción individual
utilizando el método científico es un proceso de
construcción colectiva llevado a cabo en contextos
colaborativos. Desde esta perspectiva, la ciencia progresa en la
medida en que una comunidad
científica mantiene un crítico diálogo
transformador que minimiza las subjetividades individuales de los
científicos a favor de los valores
colectivos de la comunidad. Esto quiere decir que la ciencia
siendo una reflexión objetiva del mundo que nos rodea es
sobre todo el resultado de un proceso colectivo
construcción de conocimientos y los objetivos de su
enseñanza, no deberán ser confundidos con los
objetivos de la propia ciencia.

En los Estados Unidos,
los Estándares Nacionales de Educación en
Ciencias (NSES de sus siglas en inglés), consideran el punto de vista que
acabamos de sostener, que la ciencia es el resultado de un
proceso de construcción social a través de la
argumentación y el intercambio entre los
científicos y éstos a su vez con la sociedad.

Los estándares reflejan la visión
contemporánea de la naturaleza que tiene hoy en día
la ciencia, contrariamente a la concepción positivista ya
superada pero lamentablemente todavía presente en muchos
sistemas educativos y ciertos medios de
comunicación de que la ciencia es un conjunto de
procedimientos objetivos desarrollados por los científicos
de manera individual en sus laboratorios. Los estudios de las
actividades observadas que los científicos realizan en sus
laboratorios, revelan que los valores
sociales e individuales, las relaciones
interpersonales, el estatus social, las
tácticas de persuasión y las contingencias locales
del contexto de la investigación juegan un papel importante en
la producción científica.

1.3 ¿Para
qué aprendemos ciencia?

Bajo este enfoque, el presente trabajo presenta los objetivos
generales del aprendizaje de la ciencia para la educación
secundaria básica que busca formar adolescentes y
jóvenes capaces de adaptarse a los cambios en los que
vivimos a fin de construir una sociedad con mayores niveles de
solidaridad,
justicia y
desarrollo para todos. Estos objetivos están resumidos en
los siguientes términos: (Porlán R. 1999:41-2).

Dotar a las personas y grupos
sociales de una visión de conjunto de la realidad
natural, que les permita comprender el mundo en que viven,
tomando en consideración tanto la experiencia más
inmediata como los saberes organizados.
Favorecer que esa comprensión del mundo haga posible
una relación del individuo
con su entorno más rica y participativa, formando
personas y grupos con
capacidad para integrarse en su medio, para transformarlo y
para respetar la diversidad de elementos físicos,
biológicos, antropológicos y culturales que lo
conforman.
Prepara personas con una calidad de
vida individual y social que las capacite para el ejercicio
de la autonomía, la cooperación, la creatividad
y la libertad.
Promover el desarrollo armónico de la persona, como
fruto de una experiencia educativa no fragmentaria, con un
desarrollo conjunto de lo cognitivo, psicomotor y socio
afectivo, propiciándose la interacción constante entre la
construcción de conocimiento, el desarrollo
social, el sentido de pertenencia al grupo, la
confianza en las capacidades personales, el sentido de la
propia identidad,
etc. Ello supone crear contextos de aprendizaje en los que la
generación de conocimientos vaya ligada a la felicidad
del individuo y a facilitar sus procesos de socialización.
Formar personas conscientes de su capacidad de aprendizaje,
que puedan trabajar los problemas
que la realidad les plantea, que puedan actuar reflexiva e
inteligentemente ante diversas situaciones vitales y que sean
capaces de regular sus propios procesos de aprendizaje y
ponerlos al servicio de
los fines propuestos.
Personas que sepan unir el desarrollo del individuo al
desarrollo de los grupos sociales, de manera que la
comprensión y la actuación en la realidad sea
más una tarea colectiva que individual.

Estos objetivos no serán posibles si es que no se
realizan dentro de un contexto de inclusión social, es
decir, haciendo que todas las personas tengan las mismas
oportunidades de aprender ciencia. A esto se ha denominado la
alfabetización científica y tecnológica de
los ciudadanos. Una sociedad transformada por las ciencias y la
tecnología
requiere que los ciudadanos mejoren sus saberes
científicos y técnicos y puedan satisfacer sus
necesidades de diversa índole, sean estos profesionales,
utilitarios, democráticos, operativos, incluso
metafísicos y lúdicos(Osorio 2002:68), es decir, la
adquisición de informaciones científicas necesarias
para lograr la comprensión funcional de las
generalizaciones de las ciencias naturales que ayudan a
interpretar y entender el mundo en que vivimos (Revilla,
2001:61).

En la educación básica y en particular en el
nivel secundario el objetivo del
aprendizaje de la ciencia es que los estudiantes utilizando
estrategias metodológicas puedan adquirir capacidades que
fomente su pensamiento
reflexivo crítico aplicable a su vida cotidiana.
Capacidades que les permitan desarrollar actitudes
traducidos en valores frente al aprendizaje de las ciencias de la
naturaleza: el trabajo cooperativo, la curiosidad, el
espíritu de indagación, el rigor y la
precisión así como la defensa del medio natural y
social. El propio planteamiento de la alfabetización
científica es el resultado de un proceso de
construcción social en contextos además de
científicos, políticos, planteado dentro del
enfoque del modelo de enseñanza por investigación y
que tuvo su origen en el fragor de la guerra
fría tal como lo explica el siguiente extracto:

"El propósito de alfabetización
científica provino de una doble necesidad: la de
extender al conjunto de la población conocimientos
científicos de base que permitieran desempeñarse
en un mundo crecientemente invadido por la entonces llamada
"ciencia aplicada" y la de despertar el interés
en la ciencia, promoviendo en los alumnos la dedicación
a esta área de conocimiento y detectando entre ellos a
los "mejores" para hacer frente a la competencia
instalada con la entonces URSS. Los programas
elaborados en aquellos años intentaron romper con la
enseñanza academicista tradicional. Para ello
incorporaron la reflexión acerca de la naturaleza social
e histórica de la ciencia y el análisis de las
relaciones entre ciencia, tecnología y economía. El
énfasis puesto en la enseñanza de los procesos de
investigación científica tuvo como
propósito que los estudiantes lograran un acercamiento
mayor y más incentivador a la actividad
científica real. Se intentó reproducir en el
contexto escolar la situación de investigación
propia de los científicos y se propuso como modelo el
del aprendizaje por descubrimiento" (Fumagalli L.
1999:112).

La llegada del hombre a la
luna, la conquista del espacio, la concepción inicial del
Internet con
propósitos bélicos para ser utilizado en el
programa de la
llamada "Guerra del
Espacio" entre la URSS y los EEUU, fueron los principales
objetivos que impulsaron el desarrollo de nuevos conocimientos y
tecnologías hace sólo dos décadas en los
laboratorios de los científicos y en las aulas.

Para lograr la alfabetización científica, los
estudiantes necesitan aprender conceptos y construir modelos,
desarrollar destrezas cognitivas y el razonamiento
científico, el desarrollo de destrezas experimentales y de
resolución de problemas. Todo esto debe darse teniendo en
cuenta el desarrollo de actitudes y valores, es decir, que los
alumnos deben formarse una imagen de la
ciencia (Pozo & Gómez, 1998:31), construida desde sus
propias experiencias de aprendizaje. Por ejemplo, el
currículo de Ciencias Combinadas del Programa
Británico de Certificación Internacional en
Educación Secundaria General, (IGCSE en sus siglas en
inglés), presenta los siguientes objetivos
específicos de la enseñanza de la ciencia:

Proveer a través del estudio y la práctica de
las ciencias experimentales de los alumnos del nivel secundario
la adquisición del entendimiento y el conocimiento de
los conceptos, principios y la aplicación de la biología, la
química,
la física y
otras ciencias relacionadas como la ecología y las
ciencias de la tierra.
Para que los alumnos puedan convertirse en ciudadanos seguros en un
mundo de la tecnología y el conocimiento, capaces de
desarrollar o tomar una posición informada en asuntos
científicos. Esto implica saber reconocer la utilidad y las
limitaciones del método científico y apreciar su
utilidad en otras disciplinas y en la vida cotidiana,
así como estar capacitados para continuar estudios
más avanzados en ciencias naturales.
Desarrollar habilidades y capacidades que sean relevantes
al estudio y a la práctica de las ciencias naturales.
Que les sea útil en la vida cotidiana de los alumnos, es
decir que sirva para mejorar sus condiciones de vida, promueva
la práctica segura de la ciencia y promueva la
comunicación efectiva y segura de los alumnos entre
sus pares y estos con la comunidad y el mundo.
Que estimule la curiosidad, el interés y el disfrute
de la ciencia y sus contenidos así como sus métodos de
investigación. Que estimule el interés y el
cuidado por el medio
ambiente.
Promover la concientización de que la ciencia no
sucede en el vacío sino que parte del estudio y la
práctica de actividades cooperativas
y acumulativas relacionadas por las influencias sociales,
económicas y tecnológicas con influencias y
limitaciones éticas y culturales. Que la
aplicación de la ciencia puede ser al mismo tiempo
beneficiosa y perjudicial a la persona, la comunidad y al medio
ambiente. Y
que los conceptos de la ciencia son de naturaleza de desarrollo
y a veces transitorias y que esta trasciende las fronteras
nacionales y que su lenguaje es universal.
Presentar a los estudiantes los métodos usados por
la ciencia y la forma en la que los descubrimientos
científicos son realizados.

Los dos últimos objetivos específicos del
currículo de enseñanza de la ciencia para la
secundaria del Programa Internacional Británico,
consideran el carácter social de construcción y la
enseñanza de las ciencias naturales así como la
didáctica de su enseñanza y
aprendizaje que constituyen los dos ejes sobre las cuales
desarrollamos los contenidos y los argumentos de este
trabajo.

Se ha sostenido que la enseñanza y el aprendizaje de
las ciencias naturales y por ende el conocimiento
científico que adquieren los alumnos, provendría de
la observación minuciosa de la realidad, para
lo cual se requeriría del uso imprescindible del llamado
"método científico". De hecho, esta
concepción todavía persiste en las aulas y es
alimentado cotidianamente por los medios de
comunicación y un número todavía mayoritario
de instituciones
educativas. Aunque esta visión positivista de que la
ciencia es una colección de hechos objetivos regidos por
leyes que
pueden extraerse directamente si se observan esos hechos ya ha
sido superada por muchos científicos y filósofos, según las cuales el
conocimiento científico difícilmente se extrae de
la realidad sino que procede de las mentes de los
científicos que elaboran modelos y teorías en el
intento de dar sentido a la realidad (Pozo & Gómez,
1998:24). Sin embargo, en gran medida en las aulas educativas en
el Perú, todavía se enseñan: de que las
teorías científicas son saberes absolutos o
positivos en vez de aproximaciones relativas. Las teorías
científicas son construcciones sociales que lejos de
"descubrir" la estructura del
mundo, o de la naturaleza, la construyen o lo modelan. Aprender
ciencia debe ser por tanto una tarea de comparar y diferenciar
modelos, no de adquirir saberes absolutos y verdaderos.

Enseñar ciencia no debe tener como meta presentar a los
alumnos los productos de
la ciencia como saberes acabados, definitivos. Al contrario, se
debe enseñar la ciencia como un saber histórico y
provisional, intentando hacerles participar de algún modo
en el proceso de elaboración del conocimiento
científico, con sus dudas e incertidumbres, lo cual
requiere de ellos también una forma de abordar el
aprendizaje como un proceso constructivo, de búsqueda de
significados e interpretación, en lugar de reducir el
aprendizaje a un proceso repetitivo o reproductivo de
conocimientos precocinados, listos para el consumo.

A esto se suma que para el caso de la educación
básica y particularmente en la secundaria en la
mayoría de las instituciones educativas privadas en el
Perú, predomina el carácter selectivo en vez del
formativo. Los colegios en su afán por atraer a sus aulas
a los alumnos cuyos padres están dispuestos a pagar por
asegurar una educación de calidad para sus
hijos vista en términos de ingreso a la universidad,
realizan un gran despliegue de mercadeo que
muchas veces entra en contradicción con el carácter
ético implícito en la formación de los
adolescentes y jóvenes en una sociedad, presente en los
discursos e
idearios de dichas instituciones. En gran parte de ellas, la
enseñanza de las ciencias naturales considera que el
método científico sería el único
instrumento que permite que los alumnos descubran con objetividad
los fenómenos científicos y las leyes que los
explican, olvidándose que los conocimientos que nos
presenta la ciencia, aún las exactas están en
constante revisión y por tanto el método
científico también tiene sus limitaciones en la
creación de los nuevos conocimientos que se incorpora a
nuestra vida cotidiana.

CAPÍTULO 2 –
II. Modelos de Enseñanza de las Ciencias
Naturales

Los diferentes modelos de enseñanza de las ciencias
naturales responden a las diferentes concepciones
epistemológicas derivadas de la
evolución de la enseñanza de la
ciencia que ha sido influenciada por el desarrollo de las
diferentes disciplinas que la componen. Este desarrollo
disciplinar proveniente tradicionalmente desde el campo de la
biología, la química y la física y
posteriormente por las ciencias de la vida, de la tierra, las
ciencias ambientales, la oceanografía, la astronomía entre otras, ha permitido el
desarrollo de diferentes modelos en contraposición al
modelo tradicional de la enseñanza verbal de las
ciencias.

Es necesario que los profesores adopten una perspectiva
epistemológica particular sobre la naturaleza del
conocimiento científico y su desarrollo, que guíe
la práctica de la enseñanza de la ciencia. Los
profesores deben crear un paquete pedagógico que refleje
no sólo una filosofía de la ciencia, sino
también una filosofía de la educación, lo
cual deberá ser adaptado a las limitaciones del
salón de clase. Los
docentes realizan elecciones pedagógicas que apoyan o
limitan la experiencia de los estudiantes en la clase de
ciencias, mientras que la disciplina de
ciencias a su vez influencia lo que es posible y deseable para un
profesor para
intervenir de manera pedagógica. El docente selecciona los
ideales científicos y pedagógicos que quiere lograr
con los alumnos.

A continuación presentamos los elementos, factores, las
interacciones y los contextos que forman una cultura
compuesta en la enseñanza de las ciencias que los
profesores deberán conocer. De esta manera el docente
sabrá hacia donde quiere llevar a sus alumnos y cuales son
las estrategias didácticas más pertinentes para
lograr sus objetivos de enseñanza-aprendizaje.

El término "cultura compuesta", representa la cultura
de la ciencia en el aula que los alumnos y las alumnas
actualmente experimentan, que es una mezcla de ideales de la
práctica
profesional de la ciencia (por ejemplo, entrega al rigor en
la recolección y análisis de los datos, ser
consciente de la influencia del marco personal en la
interpretación de los datos, habilidad para cambiar ideas
previas a la luz de las nuevas evidencias o
tomar interpretaciones alternativas, integridad en el trabajo
colaborativo, crítica y otras actividades socio intelectuales)
y los ideales pedagógicos (creer que se aprende ciencia a
través de la interacción con los fenómenos
naturales y con la gente, atención al crecimiento social, emocional e
intelectual de cada alumno(a), equilibrio
entre la auto dirección del estudiante con la guía
del profesor como el andamiaje para los nuevos planes y la
experiencia), que representan las realidades del salón de
clase y la práctica científica ( Hogan y Corey,
2001:216-7). En la tabla 1 presentamos de manera resumida los
diferentes modelos de enseñanza de las ciencias, los
cuales son explicados en mayor detalle a continuación.

Tabla 2.1: Modelos de
Enseñanza de las Ciencias

Para ver la tabla seleccione la
opción "Descargar" del menú
superior

Fuente: (Pozo & Gómez, 1998:268-308).
Elaboración del propio autor

2.1 El modelo
tradicional de enseñanza de la ciencia.

Este modelo es el que aún se encuentra bastante
arraigado en la práctica educativa a pesar de que muchas
veces se expone lo contrario en el currículo. Este modelo
asume que los conocimientos científicos son verdades
definitivas que los docentes desde su área o dominio
disciplinar tienen que transmitir a sus alumnos. El docente, bajo
este modelo es una fuente de información científica y en
consecuencia es también el emisor de esta
información. En la mayoría de las veces el docente
de este modelo es un especialista de una de las disciplinas que
enseña ciencias con poca e incluso ninguna
formación pedagógica. Los alumnos por otro lado,
son vistos como receptores de conocimientos a quienes el profesor
es el encargado de alfabetizar.

El modelo tradicional de la enseñanza de la
ciencia asume que la lógica
que el conocimiento tradicional ha logrado producir en la mente
de los alumnos es suficiente para que se produzca el aprendizaje
del conocimiento científico. Es decir que la mente de los
alumnos formateada por el conocimiento tradicional está
lista para el aprendizaje del conocimiento científico ya
que lo único que falta es que el docente entregue a los
alumnos los conocimientos científicos necesarios para que
estos puedan reproducirlo en su memoria y
adquirir lo que los científicos han descubierto o conocen.
En resumen, el aprendizaje de las ciencias de este modelo
sostiene que el conocimiento científico es un conocimiento
de alta especialización al que los alumnos sólo
pueden tener acceso si es que existe en ellos esta
determinación genética
además de una verdadera voluntad e intención para
alcanzar ese conocimiento, reproducirlo e incorporarlo a sus
memorias.

La función social del modelo tradicional de
enseñanza de las ciencias en particular y de la
educación en general, es de seleccionar a los alumnos en
dos grupos claramente marcados: aquellos capaces para el
aprendizaje de las ciencias y aquellos carentes de esta capacidad
de aprendizaje. De esta manera, la educación básica
en nuestra sociedad en particular se encarga de seleccionar a las
personas en aptas para el estudio de las ciencias y el acceso a
las carreras relacionadas y aquellas carentes de estas
capacidades. Todo esto es tradicionalmente aceptable como normal
ya que cada uno de nosotros estaría genéticamente
programado para desarrollar ciertas habilidades y capacidades que
determinan nuestro papel en la sociedad. De esta manera desde la
educación básica y concretamente desde la
enseñanza de las ciencias en la secundaria en nuestra
sociedad se excluye a un gran número de personas y se les
condiciona a cumplir un determinado papel en la
sociedad.

De cómo la ciencia a través de sus
operadores educativos, los maestros en las escuelas excluyen a
unos y benefician a otros puede conocerse de un estudio de campo
realizado en dos escuelas públicas en Suecia donde se
asume que la educación es eminentemente un servicio
público que llega de manera equitativa a todos. El estudio
demuestra como se construye el trabajo de los alumnos en el
salón de clase y cómo éste influencia la
carrera futura de los alumnos o alumnas. Mostrándonos que
la enseñanza y el aprendizaje de la ciencia en el aula
aún en los contextos del país con mayor equidad y
justicia en vez de la supuesta clase neutral en la que todos
reciben atención y oportunidades por igual, se da dentro
de contextos sociales de oportunidades para unos y desventajas
para otros. Es decir se produce la clásica relación
de poder y
subordinación que docentes y alumnos construyen en clase.
Estas relaciones, son las que en última instancia, definen
la participación en clase de los alumnos,
refiriéndose a quienes participan, de que manera lo hacen
y el tiempo asignado a cada participación. Relaciones de
poder y dominación, que finalmente influencian en la
eficacia del
aprendizaje de las ciencias en el salón de clase y la
elección de una profesión u ocupación por
parte de los alumnos (Shahlström & Lindblad, 1998).
Podemos imaginarnos que tan grande debe ser esa brecha de poder
en los contextos y condiciones de selección
y acceso a las universidades de los alumnos que culminan la
secundaria en el Perú. Es en la escuela donde
También se manifiestan los altos niveles de desigualdad y
exclusión que existe en nuestra sociedad.

2.2 La Enseñanza
por Descubrimiento

Este modelo asume que la mejor manera para que los
alumnos aprendan ciencia es haciendo ciencia, y que su
enseñanza debe basarse en experiencias que les permitan
investigar y reconstruir los principales descubrimientos
científicos. Este enfoque se basa en el supuesto de que la
metodología didáctica más
potente es de hecho la propia metodología de la
investigación científica. Nada mejor para aprender
ciencia que seguir los pasos de los científicos,
enfrentarse a sus mismos problemas para encontrar las mismas
soluciones.

La idea de que los alumnos pueden acceder a los
conocimientos científicos más relevantes mediante
un descubrimiento más o menos personal parte del supuesto
que están dotados de unas capacidades intelectuales
similares a las de los científicos, es decir,
existiría una compatibilidad básica entre la forma
en que abordan las tareas los científicos y la forma en
que la abordan los alumnos, o que al menos estos últimos
enfrentados a las mismas tares y situaciones que los
científicos acabarán desarrollando las estrategias
propias del método científico y accediendo a las
mismas conclusiones y elaboraciones teóricas que los
científicos. La mente de los alumnos estaría
formateada para hacer ciencia y de hecho la ciencia sería
un producto natural del desarrollo de esa mente. Los modos de
pensar de los alumnos y de los científicos no
diferirían en lo esencial cuando estuvieran ante el mismo
problema y vivieran las mismas experiencia. Todo lo que hay que
hacer, que no es poco, es lograr que los alumnos vivan y
actúen como pequeños científicos.

Además de este supuesto de compatibilidad, la
enseñanza por descubrimiento en su versión
más tradicional, asume también que ese
método científico, la aplicación
rigurosa de unas determinadas estrategias de investigación
conduce necesariamente al descubrimiento de la estructura de la
realidad. Si nos enfrentamos con rigor científico a una
situación, acabaremos por descubrir los mismos principios
que en ella encontraron los científicos.Que lo que
éstos hacen es desentrañar la estructura del mundo,
que si no puede ser directamente percibida, sí resulta
accesible recurriendo a ciertos métodos.

El diseño del
currículo en la enseñanza por
descubrimiento

El currículo se organiza en torno a preguntas
más que en torno a respuestas. Por ello, cabe pensar que
la propia historia de las ciencias debe desempeñar un
papel esencial en la
organización y secuenciación de los contenidos.
Asimismo la enseñanza del método
científico debe constituir uno de los ejes
vertebradores del currículo. La ciencia no sería
tanto un conjunto o sistema de teorías para interpretar el
mundo como un método, una forma de acercarse al mundo e
indagar sobre él, de modo que, desde el punto de vista de
los contenidos del currículo, se asume que la ciencia es
ante todo un proceso.

Las actividades de enseñanza deben semejarse,
según esta concepción, a las propias actividades de
investigación. Dado que el método científico
es también el método de enseñanza, de lo que
se trata es de diseñar escenarios para el descubrimiento y
hacer que el papel del profesor y de la didáctica se haga
lo menos visible. Hacer ciencia y aprender ciencia según
este modelo sería lo mismo. El profesor debe facilitar el
descubrimiento de los alumnos a partir de ciertas actividades
más o menos guiadas.

Desventajas de la
enseñanza por descubrimiento

La enseñanza por descubrimiento, ya sea
autónoma o guiada, ha sido criticada por numerosas razones
porque, a pesar que aparentemente ayuda a superar algunas
dificultades más comunes en la enseñanza
tradicional, genera otros muchos problemas no menos importantes.
La crítica más completa y sistemática a la
epistemología del descubrimiento lo hicieron Ausubel, Novak y
Hanesian para justificar su modelo de enseñanza
expositiva. En primer lugar la crítica es que el
método por descubrimiento asume la compatibilidad
básica entre la mente de los alumnos y la mente de los
científicos, se parte del supuesto de que éstos
pueden aprender y actuar en múltiples contextos como
pequeños científicos. Sin embargo, por deseable que
resulte este propósito, parece alejarse bastante de las
propias capacidades mostradas por los alumnos. Parece aceptarse
hoy en día que el razonamiento científico no es la
forma usual en que resolvemos nuestros problemas cotidianos.
Nuestro pensamiento se basaría en numerosos sesgos y
reglas heurísticas que se desvían bastante de la
aplicación canónica del método
científico. Por otro lado, si para aprender ciencia es
condición indispensable aplicar los métodos del
"pensamiento científico" en contextos de
investigación y solución de problemas, la mayor
parte de los alumnos de educación secundaria
tendrían graves dificultades para acceder al conocimiento
científico. Según Ausubel, Novak y Hanesian, una
enseñanza basada en el descubrimiento sería
accesible para muy pocos alumnos y difícilmente
podría cumplir con los objetivos de la educación
científica secundaria, que debe adecuarse a las
capacidades y condiciones de la mayoría de los alumnos a
los que va dirigida.

Uno de los más importantes hallazgos en la
investigación cognitiva de las ciencias en los
últimos años es habernos dado cuenta de que los
científicos expertos organizan y representan el
conocimiento en la memoria de
una manera diferente a como lo hacen y usan los novicios, esto se
extiende también a los estudiantes. Los físicos
expertos parecen representar los problemas de la física en
términos de los conceptos y leyes actualmente aceptados,
mientras que los novicios y estudiantes incluyen
características de superficies del problema situacional en
su razonamiento (Vosniadou & col, 2001:384). Los estudios de
estos investigadores, señalan que por ejemplo, los
novicios se forman una representación del concepto del
plano inclinado conteniendo las características de
superficie tales como ángulo de inclinación,
longitud, altura, etc. Por el contrario los físicos
expertos organizan sus representaciones del plano inclinado
alrededor de las leyes de
Newton y la ley de la
conservación de la energía. Adicionales estudios
muestran que el proceso de adquisición del conocimiento
empieza temprano en la infancia y se
basa en interpretaciones de la experiencia cotidiana. Se han
descrito cinco limitaciones sobre el comportamiento
de los objetos físicos que los niños
parecen darse cuenta desde muy temprano tales como la
continuidad, la solidez, la falta de acción
a la distancia, la gravedad y la inercia. Este mismo investigador
(Vosniadou), sostiene que tal conocimiento forma un marco
teórico de la física, el cual forma la base
sobre la cual se organiza el conocimiento posterior de la
física.

Las investigaciones
sobre el conocimiento del mundo físico en los estudiantes
de educación básica y superior han revelado mayores
datos sobre las explicaciones iniciales sobre los
fenómenos físicos de los niños y han
mostrado cómo esas explicaciones cambian a medida que los
niños son expuestos a la enseñanza de la ciencia.
Por ejemplo las investigaciones en el área de la mecánica han mostrado que los niños
a temprana edad construyen un concepto inicial de fuerza
de la siguiente manera: que la fuerza es una
propiedad de
los objetos que son pesados. Este modelo de fuerza interna
tiende a capturar la potencialidad que estos objetos tienen de
reaccionar con otros objetos encontrados a su paso.
Posteriormente, a medida que van creciendo, los niños
diferencian los objetos animados de los inanimados en
relación a la fuerza y piensan que la fuerza es una
propiedad adquirida de los objetos inanimados que se mueven. El
modelo de la fuerza adquirida se convierte en una
explicación central en la descripción del movimiento de
los objetos inanimados. En la ontología de un niño pequeño,
el estado
natural de los objetos inanimados es la de estado de
reposo, mientras que el movimiento de los objetos inanimados
es un fenómeno que necesita ser explicado, usualmente en
términos de un agente que lo causa. Este agente es la
fuerza de otro objeto.

Este concepto inicial de fuerza es obviamente muy
diferente al concepto científico actualmente aceptado. En
la física Newtoniana, la fuerza no es una propiedad
interna de los objetos sino un proceso que se usa para explicar
los cambios en el estado
cinético de los objetos físicos. En el marco de
este punto de vista aceptado, el movimiento es un estado natural
que no necesita ser explicado. Lo que necesita ser explicado son
los cambios en el estado cinético.

2.3 La Enseñanza
Expositiva

Según Ausubel, uno de los propulsores de este
modelo de enseñanza, para fomentar la comprensión o
el aprendizaje significativo de la ciencia, no hay que
recurrir tanto al descubrimiento como a mejorar la eficacia de
las exposiciones. Para ello hay que considerar no sólo la
lógica de las disciplinas sino también la
lógica de los alumnos. Para Ausubel el aprendizaje de la
ciencia consiste en transformar el significado
lógico en significado psicológico, es
decir en lograr que los alumnos asuman como propios los
significados científicos. Para lograr esto, la estrategia
didáctica deberá consistir en un acercamiento
progresivo de las ideas de los alumnos a los conceptos
científicos, que constituirían el núcleo de
los currículos de ciencias.

La meta esencial de la educación
científica desde esta posición es transmitir a los
alumnos la estructura conceptual de las disciplinas
científicas, que es lo que constituye el significado
lógico de las mismas. Los defensores de este modelo de
enseñanza afirman: "cualquier currículo de
ciencias digno de tal nombre debe ocuparse de la
presentación sistemática de un cuerpo organizado de
conocimientos como un fin explícito en sí
mismo". De esta manera, el resto de los contenidos del
currículo de ciencias, tales como las actitudes y los
procedimientos, quedan relegados a un segundo plano. Lo
importante es que los alumnos acaben por compartir los
significados de la ciencia. Este énfasis en un
conocimiento externo para el alumno, que debe recibir con la
mayor precisión posible, se complementa con la
asunción de que los alumnos poseen una lógica
propia de la que es preciso partir.

Esta necesidad de partir de los conocimientos previos de
los alumnos pero también de apoyarse en la lógica
de las disciplinas ha conducido a ciertas interpretaciones
contrapuestas sobre los supuestos epistemológicos de los
que parte la teoría de Ausubel. Aunque la teoría
del aprendizaje significativo de Ausubel concede un importante
papel a la actividad cognitiva del sujeto que sin duda la
sitúa más próxima a una concepción
constructivista, parece asumir asimismo que ese acercamiento
entre el significado psicológico y lógico requiere
un cierto paralelismo entre las estructuras
conceptuales del alumno y las estructuras del conocimiento
científico, de forma que su acercamiento progresivo a
través del aprendizaje
significativo exigiría una compatibilidad
básica entre ambos sistemas de conocimiento. De hecho, el
propio Ausubel asume que su propuesta sólo es
válida con los alumnos que hayan alcanzado un determinado
nivel de desarrollo cognitivo y de dominio de la
terminología científica, por lo que sólo
sería eficaz a partir de la adolescencia.

Los contenidos del
currículo de la enseñanza
expositiva

Si la meta de la
educación científica es trasladar a los alumnos
esos "cuerpos organizados de conocimiento" que constituyen las
disciplinas científicas, el criterio básico para
organizar y secuenciar los contenidos del currículo de
ciencias debe ser la propia estructura conceptual de esas
disciplinas. Ausubel considera además que tanto el
conocimiento disciplinar como su aprendizaje están
estructurados de acuerdo a un principio de
diferenciación progresiva que debe ser el que rija
la organización del currículo. De
acuerdo a este principio, la organización del contenido de
un material en particular en la mente de un individuo consiste en
una estructura jerárquica en la que las ideas más
inclusivas ocupan el ápice e incluyen las preposiciones,
conceptos y datos fácticos progresivamente menos
inclusivos y más finamente diferenciados. En resumen, el
currículo debe proceder de lo general a lo
específico, por procesos de diferenciación
conceptual progresiva.

Para que una explicación o exposición, ya sea oral o escrita, resulte
eficaz, es preciso, según Ausubel, que establezca de modo
explícito relaciones entre la nueva información que
va a presentarse y ciertos conocimientos que ya están
presentes en la estructura conceptual del alumno. Al explicar los
procesos de aprendizaje significativo, la comprensión
implica para Ausubel una asimilación de la nueva
información a ciertas ideas inclusoras presentes en la
mente del alumno. Cuando no existen esas ideas inclusoras o su
activación directa resulte improbable, es preciso recurrir
a un organizador previo, lo que suele constituir la primera fase
en una secuencia de enseñanza basada en la teoría
de Ausubel.

Este organizador previo, que antecede al material de
aprendizaje propiamente dicho, tiene por función tender un
puente cognitivo entre lo que el alumno ya sabe y lo que necesita
saber antes de aprender significativamente la tarea en
cuestión. Es preciso además siguiendo, el principio
de diferenciación progresiva antes establecido, que los
organizadores previos tengan un nivel de generalidad mayor que
las ideas cuyo aprendizaje pretenden introducir. La propia
presentación del organizador implica a su vez varios pasos
y debe conducir a una segunda fase en la que se presente el
material (lecturas, discusiones, experiencias, exposiciones,
etc.). En todo caso su organización ha de ser siempre
explícita, debiendo el profesor dirigir y guiar la
atención de los alumnos de forma que capten esa
organización. El recurso más usual para lograr esa
explicitación es la explicación por parte del
profesor, que en todo caso deberá completarse con una
tercera fase, en la que se refuerzan todos los lazos y relaciones
conceptuales tendidos, 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.

Las dificultades del modelo de
la enseñanza expositiva.

Se trata de una concepción cuyo desarrollo
plantea límites al
aprendizaje de la ciencia. Aunque la enseñanza expositiva
puede ser útil para lograr que los alumnos comprendan
algunas nociones científicas cuando disponen de
conocimientos previos a las que asimilarlas, su eficacia es
más dudosa cuando se trata de cambiar de modo radical esos
conocimientos previos. Se trata de un modelo eficaz para lograr
un ajuste progresivo de las concepciones de los alumnos al
conocimiento científico, pero insuficiente para lograr la
reestructuración de esas concepciones de los
alumnos.

Asume que los nuevos conocimientos deben anclarse en los
ya existentes y que el proceso de instrucción debe guiarse
por una diferenciación progresiva, sólo cuando
existan conceptos inclusores o puentes cognitivos entre el
conocimiento cotidiano y el conocimiento científico
podrá lograrse el aprendizaje significativo, es decir
cuando ambos tipos de conocimientos difieran pero sean
compatibles. En cambio cuando exista una incompatibilidad, no
podrá lograrse la conexión y por tanto el
aprendizaje. Se trataría, en suma, de una teoría de
la comprensión más que de una teoría del
aprendizaje constructivo. La eficacia de la enseñanza
expositiva, en el modelo de Ausubel, se halla limitada a que los
alumnos dominen ya la terminología y los principios del
saber científico. Pero, los alumnos tienen teorías
implícitas sobre la materia y su
funcionamiento cuyos principios son incompatibles con las
teorías científicas.

2.4 La Enseñanza
Mediante el Conflicto Cognitivo

De acuerdo a este modelo, se trata de partir de las
concepciones alternativas de los alumnos para,
confrontándolas con situaciones conflictivas, lograr un
cambio conceptual, entendido como su sustitución por otras
teorías más potentes, es decir más
próximas al conocimiento científico. La
enseñanza basada en el conflicto cognitivo asume la idea
de que el alumno es el que elabora y construye su propio
conocimiento y quien debe tomar conciencia de sus
limitaciones y resolverlas. En este enfoque, las concepciones
alternativas ocupan un lugar central, de forma que la meta
fundamental de la educación científica será
cambiar esas concepciones intuitivas de los alumnos y
sustituirlas por el conocimiento científico.

En cuanto a las relaciones entre el conocimiento
cotidiano y el científico, asume normalmente el supuesto
de la incompatibilidad entre ambas formas de conocimiento, por el
que las teorías implícitas de los alumnos deben ser
sustituidas por el conocimiento científico. La forma de
lograr esa sustitución, como meta fundamental de la
educación científica, es hacer que el alumno
perciba los límites de sus propias concepciones
alternativas y, en esa medida, se sienta insatisfecho con ellas y
dispuesto a adoptar otros modelos más potentes o
convincentes.

El currículo del
modelo de enseñanza mediante el conflicto
cognitivo

Para este modelo, los núcleos conceptuales de la
ciencia constituyen el eje del currículo. Los contenidos
procedimentales y actitudinales desempeñan apenas un papel
descriptivo en la organización del currículo.
Así, en la organización del currículo, esta
propuesta no difiere en exceso de los criterios planteados por la
enseñanza tradicional y la enseñanza expositiva, en
la medida en que comparte la idea de que la meta del
currículo de ciencias debe ser que los alumnos dominen y
comprendan los sistemas conceptuales en los que se basa el
conocimiento científico.

La idea básica de este modelo es que el cambio
conceptual, o sustitución de los conocimientos previos del
alumno, se producirá como consecuencia de someter a esos
conocimientos a un conflicto empírico o teórico que
obligue a abandonarlos en beneficio de una teoría
más explicativa. Así, si enfrentamos a un alumno
que cree que los objetos pesados caen más rápido
que los más livianos, a una situación en la que
pueda comprobar que la velocidad de
caída es independiente de la masa de los objetos, el
alumno se verá obligado a reestructurar su conocimiento
para asimilar la nueva información.

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
sucede en la historia de las ciencias, una acumulación de
conflictos que provoquen cambios cada vez más radicales en
la estructura de conocimientos de los alumnos. Para ello se
diseñan secuencias educativas programadas con el fin de
dirigir u orientar las respuestas de los alumnos a esos
conflictos. Desde este enfoque, la provocación y
resolución adecuada de esos conflictos requiere que la
situación didáctica reúna las siguientes
condiciones:

El alumno debe sentirse insatisfecho con sus propias
concepciones
Debe haber una concepción que resulte
inteligible para el alumno
Esa concepción debe resultar además
creíble para el alumno
La nueva concepción debe parecer al alumno
más potente que sus propias ideas

Este modelo comprende una secuencia de instrucciones que
se producirían en tres momentos o fases:

En un primer momento, se utilizan tareas que, mediante
inferencias predictivas o solución de problemas, activen
los conocimientos o la teoría previa de los alumnos. La
función de estas tareas es no sólo que el profesor
conozca las diferentes concepciones alternativas mantenidas por
los alumnos, sino que éstos tomen conciencia de sus
propias representaciones.

En un segundo momento se enfrenta a los conocimientos
así activados a las situaciones conflictivas, mediante la
presentación de datos o la realización de
experiencias. Como frecuentemente los alumnos no serán
capaces de resolver de modo productivo esos conflictos, algunos
de los modelos proponen presentar teorías o conceptos
alternativos que permitan integrar los conocimientos previos de
los alumnos 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 alumno 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.

En un tercer y último momento o fase se
tratará de consolidar los conocimientos adquiridos y
comprender su mayor poder explicativo con respecto a la
teoría anterior. El alumno abandonará su
concepción previa en la medida en que perciba que dispone
de una teoría mejor, que permite predecir y comprender
situaciones para las cuales su teoría alternativa
resultaba insuficiente. Para ello deberá generalizar o
aplicar los conocimientos científicos a nuevas situaciones
y tareas comprobando su eficacia.

Desventajas del modelo
de enseñanza mediante el conflicto
cognitivo

Las similitudes entre este enfoque y la enseñanza
tradicional de la ciencia en las metas, la organización y
la evaluación
del currículo, han conducido a una asimilación de
la propuesta del cambio conceptual a los modelos tradicionales,
de forma que se ha interpretado no como una forma distinta de
concebir el currículo de ciencias sino como una estrategia
distinta a enseñar la ciencia. Desde una concepción
del currículo o a su realismo
interpretativo o positivismo,
se ha asumido que lo que este enfoque aportaba era la necesidad
de tener en cuenta las concepciones alternativas de los alumnos
como punto de partida, pero sin modificar las metas ni la
organización del currículo, ni menos aún la
evaluación, que define el sentido social de la
educación científica. De esta forma la importancia
de las ideas previas de los alumnos para la enseñanza de
la ciencia ha sido fácilmente aceptada, e integrada, en
los currículos tradicionales en uso, ya que, como muestran
algunas tendencias en la estructura de los textos recientes de
ciencia, no todo se reduce a incluir ciertos tests iniciales para
detectar esas ideas previas, sin que luego los resultados de esos
tests incidan lo más mínimo en el desarrollo
posterior de la actividad en el aula, que sigue centrada en la
explicación por parte del profesor y en la consiguiente
evaluación del grado en el que los alumnos se han empapado
de dicha exposición.

El enfoque del cambio conceptual, bajo la apariencia de
una aceptación de sus supuestos constructivistas, se
tiñe así de positivismo. Se cambia la forma de
enseñar –ahora hay que activar las concepciones
alternativas de los alumnos– pero no la forma de evaluar ni
las metas del currículo. Hay que activar las concepciones
de los alumnos pero para erradicarlas, para hacer que
desaparezcan para siempre y sean sustituidas por el conocimiento
verdadero y aceptado: el saber científico positivo. Los
alumnos también se empapan de este espíritu y
aprenden a suprimir, o esconder, sus ideas erróneas cuando
están en contextos escolares, pero éstas ideas
reflorecen de inmediato en cuanto la tarea se presenta en un
contexto menos académico.

Esta aplicación, desviada del modelo de cambio
conceptual por conflicto cognitivo, no es sin embargo ajena del
todo a la propia naturaleza y supuestos del modelo. La
sustitución de las concepciones alternativas por el
conocimiento científico posiblemente no sólo sea
difícil sino imposible e inconveniente en muchos dominios.
El conocimiento intuitivo tiene una lógica
cognitiva que lo hace insustituible. La función del
currículo de ciencias no deberá ser sustituirlo
sino trascenderlo, redescribirlo en modelos más complejos.
La mecánica newtoniana no es necesaria para
mover eficazmente los objetos del mundo, pero tampoco se abandona
cuando uno comprende los principios de la mecánica
relativista o incluso cuántica. Los principios que rigen
nuestra interacción diaria con los objetos del mundo
siguen ahí presentes, pero pueden ser interpretados, o
redescritos, en términos de los nuevos modelos aprendidos.
En lugar de sustituir esos principios, en muchos casos
será necesario integrarlos jerárquicamente en las
teorías científicas.

Otros, sin embargo, afirman que el llamado cambio
conceptual, necesario para que el alumno progrese desde sus
conocimientos intuitivos hacia los conocimientos
científicos, requiere pensar en los diversos modelos y
teorías desde los que se pueden interpretar la realidad y
no sólo con ellos (Pozo & Gómez, 1998: 25).
Además, la ciencia es un proceso y no sólo un
producto acumulado en forma de teorías o modelos, y es
necesario trasladar a los alumnos ese carácter
dinámico y perecedero de los saberes científicos,
logrando que perciban su provisionalidad y su naturaleza
histórica y cultural. Que comprendan las relaciones entre
el desarrollo de la ciencia, la producción
tecnológica y la organización social, y por tanto
el compromiso de la ciencia con la sociedad, en vez de su
supuesta "neutralidad y objetividad" del pretendido saber
positivo de la ciencia.

En suma, parte de los problemas de este enfoque
educativo basado en el cambio conceptual pueden derivarse de su
concepción del cambio como sustitución. Otra parte
de los problemas puede deberse a su concepción del cambio
como conceptual.

2.5 La Enseñanza
Mediante la Investigación Dirigida

Los modelos de enseñanza de la ciencia mediante
la investigación dirigida asumen que, para lograr esos
cambios profundos en la mente de los alumnos, no sólo
conceptuales sino también metodológicos y
actitudinales, es preciso situarles en un contexto de actividad
similar al que vive un científico, pero baja la atenta
dirección del profesor que, al igual que sucedía en
el enfoque de enseñanza por descubrimiento,
actuaría como "director de investigaciones". De hecho esta
propuesta recupera algunos de los supuestos que subyacían
al modelo de descubrimiento anteriormente analizado–como su
aceptación del paralelismo entre el aprendizaje de la
ciencia y la investigación científica–pero
desde nuevos planteamientos epistemológicos y
didácticos, que se alejan de ciertas creencias
inductivistas que subyacían al modelo de descubrimiento.
Podríamos decir que lo que cambia de un enfoque a otro es
la propia concepción de la investigación
científica–que en este planteamiento se concibe como
un proceso de construcción social– y con ella la
forma de llevar esa investigación al aula como guía
del trabajo didáctico.

Aunque se considera que el aprendizaje de la ciencia
debe seguir, como en la enseñanza por descubrimiento, los
pasos de la investigación científica, en los
modelos de investigación dirigida no se asume que el
componente único o esencial del trabajo científico
sea la aplicación rigurosa de un método, sino que,
de acuerdo con las orientaciones actuales en la propia
epistemología de la ciencia, se asume que la
investigación que los alumnos deben emular consiste ante
todo en un laborioso proceso de construcción social de
teorías y modelos, apoyado no sólo en ciertos
recursos
metodológicos sino también en el despliegue de
actitudes que se alejan bastante de las que cotidianamente
muestran los alumnos, por lo que la meta de esa
investigación dirigida debe ser promover en los alumnos
cambios no sólo en sus sistemas de conceptos sino
también en sus procedimientos y actitudes. Se asume por
tanto, la hipótesis de la incompatibilidad
entre el conocimiento cotidiano y el científico, no
sólo en sus sistemas de conceptos, sino también en
sus métodos y en sus valores. Al mismo tiempo, a
diferencia de las estrategias de enseñanza basadas en el
descubrimiento, se adopta una clara posición
constructivista, al considerar los modelos y las teorías
elaborados por la ciencia, pero también sus métodos
y sus valores, son producto de una construcción social, y
que por tanto, para lograrlos en el aula, es necesario situar al
alumno en contextos sociales de construcción del
conocimiento similares a los que vive un científico. Dado
que la investigación científica se basa en la
generación y resolución de problemas
teóricos y prácticos, la propia enseñanza de
la ciencia deberá organizarse también en torno a la
resolución de problemas.

El currículo en
el modelo de enseñanza mediante la investigación
dirigida

El eje sobre el que se articula el currículo de
ciencias es la resolución de problemas generados desde el
análisis del conocimiento disciplinar. Dado que la
investigación científica se realiza siempre en el
marco de disciplinas específicas, que delimitan el tipo de
problemas relevantes, otro tanto debe suceder con la
enseñanza de la ciencia, que debe basarse en problemas
generados desde el conocimiento disciplinar. Por tanto la
selección de contenidos, aunque tenga en cuenta las
características de los alumnos y el contexto social del
currículo, se apoya una vez más en los contenidos
conceptuales de la ciencia. En alguna de las propuestas, sin
embargo, el currículo se organiza no tanto en torno a los
conceptos específicos de la ciencia sino a ciertas
estructuras conceptuales que subyacen o dan sentido a esos
conceptos, como la búsqueda de regularidades y la
atención al cambio como hilo conductor del análisis
de las relaciones en diversos dominios de la ciencia (los seres
vivos, las sustancias, los movimientos de los astros, etc.). Este
hilo conductor que actuaría como un eje estructurador del
currículo, se traduce en una secuencia de contenidos
disciplinariamente organizados, y en cuya estructuración
desempeña un papel importante la propia historia de la
ciencia.

El desarrollo de esa secuencia de contenidos se
apoyará en el planteamiento y resolución conjunta
de problemas por parte del profesor y de los alumnos. Estos
problemas deben consistir en situaciones abiertas, que exijan la
búsqueda de nuevas respuestas por parte de los alumnos
bajo la supervisión del profesor, y se
corresponderán por tanto, dentro de la resolución
de problemas con la realización de pequeñas
investigaciones que en lo posible integren tanto aspectos
cualitativos como cuantitativos. La labor del profesor
será no sólo orientar la investigación, sino
también reforzar, matizar o cuestionar las conclusiones
obtenidas por los alumnos a la luz de las aportaciones hechas
previamente por los científicos en la resolución de
esos mismos problemas.

Las desventajas de la
enseñanza a través de la investigación
dirigida

Uno de los problemas más importantes que suele
plantear este enfoque de la educación científica es
sin duda su alto nivel de exigencia al profesorado, lo que hace
difícil su generalización. Enseñar la
ciencia como un proceso de investigación dirigida requiere
una determinada concepción de la ciencia y de su
enseñanza, que no suele estar muy extendida entre los
profesores. Requiere un cambio radical en la forma de concebir el
currículo de ciencias y sus metas, que afecta no
sólo a la concepción de la ciencia, sino
también a los métodos de enseñanza
utilizados y a las propias actitudes que debe manifestar el
profesor en clase de ciencias. En suma, exige del profesor un
cambio conceptual, procedimental y actitudinal paralelo al que
debe intentar promover en sus alumnos.

Si aceptamos como parece hacerse desde este enfoque, el
supuesto que la construcción del conocimiento es definido
en las interacciones sociales y está situada en un
contexto social que define sus metas, parece bastante dudoso que
los alumnos puedan poner en marcha procesos de
construcción del conocimiento que compartan las metas y
los contextos sociales –de descubrimiento pero
también de justificación– propios del trabajo
científico. Para empezar, los científicos tienden a
ser personas expertas en un domino restringido de conocimiento al
que dedican, como todo experto, una gran cantidad de horas de
trabajo, cuyo contenido y orientación está en buena
medida determinado por su propia comunidad de práctica
científica. En cambio los alumnos se ven obligados a
distribuir su pericia y su esfuerzo por las cada vez más
abundantes materias y asignaturas que deben estudiar, sin que
estén en condiciones de adoptar ni de interiorizar las
reglas y las metas que definen cada una de esas comunidades de
práctica. No todo lo que hace un científico tiene
sentido para los alumnos, y viceversa, ya que los mundos en los
que viven –y que tan activamente ayudan a
construir–son muy diferentes e incluso están regidos
por metas distintas; hasta la definición de un problema
puede no ser la misma para unos y otros. Los problemas de los
científicos con frecuencia no son verdaderos problemas
para los alumnos. De hecho más allá de los
problemas científicos y de los problemas cotidianos que
unos y otros afrontan parece necesario definir un ámbito
específico, intermedio, para los problemas educativos, un
escenario propio de la actividad didáctica no reductible
ni al conocimiento científico ni al cotidiano.

2.6 La enseñanza
por explicación y contrastación de
modelos

Este modelo de enseñanza rescata lo valioso de
los diferentes modelos explicados anteriormente,
analizándolos de manera crítica y realizando
también la autocrítica al propio modelo.
Cuidándose de no llegar al relativismo vacío, este
modelo tiene muy en claro el contenido del currículo, el
papel del profesor, los entornos sociales y naturales en las que
se desenvuelven los alumnos y las metas a las que el docente debe
llevar al planificar las actividades de
enseñanza.

Puesto que este modelo es el que preferimos y es el
referente que nutre nuestra concepción
epistemológica de las ciencias naturales para concebir el
currículo y diseñar nuestra práctica
educativa porque involucra una combinación de
múltiples estrategias didácticas y flexibles a la
enseñanza y aprendizaje de la ciencia, lo presentamos de
manera más detallada en el siguiente capitulo.

CAPÍTULO 3 – III. Elección de
Nuestro Modelo de Enseñanza

3.1 La
enseñanza por explicación y contrastación de
modelos

Frente a la asunción de que el aprendizaje de la
ciencia debe recorrer los mismos pasos que la
investigación científica y que el alumno debe
emular la actividad de los científicos para acercarse a
sus resultados, desde el enfoque de la enseñanza por
explicación y contrastación de modelos, se asume
que la educación científica constituye un escenario
de adquisición del conocimiento completamente diferente a
la investigación y por tanto se dirige a metas distintas y
requiere actividades de enseñanza y evaluación
diferentes. El alumno no puede enfrentarse a los mismos problemas
que en su momento intentaron resolver los científicos, ya
que los abordará en un contexto diferente, en el que entre
otras cosas, dispondrá como elemento de reflexión y
de redescripción representacional de los modelos y
teorías elaborados por esos mismos científicos.
Tampoco el profesor puede equipararse a un director de
investigaciones, ya que su función social es muy diferente
a la de un científico, pues no tiene que producir
conocimientos nuevos ni afrontar problemas nuevos sino ayudar a
sus alumnos a reconstruir el conocimiento
científico.

Desde este enfoque se asume una posición
claramente constructivista con respecto al aprendizaje de la
ciencia, si bien no se acepta el isomorfismo entre la
construcción del conocimiento científico y su
aprendizaje por parte de los alumnos. La construcción del
conocimiento científico y escolar implica escenarios
sociales claramente diferenciados por sus metas y la
organización de sus actividades.

Por otra parte, la idea de que el aprendizaje de la
ciencia implica una continua contrastación entre modelos,
más que la superación empírica de un modelo
por otro, se acerca más a la hipótesis de la
independencia
entre diversos modelos o a su integración jerárquica que al
supuesto de la sustitución de unos por otros. Mientras que
algunos defensores de este enfoque adoptan los supuestos de la
cognición situada y con ellos la hipótesis de la
independencia contextual entre diversas formas de conocimiento,
otros asumen la posibilidad de integrar jerárquicamente
unas formas de conocimiento en otra.

En cualquiera de los casos, desde este enfoque se asume
que la meta de la educación científica debe ser que
el alumno conozca la existencia de diversos modelos alternativos
en la interpretación y comprensión de la naturaleza
y que la exposición y contrastación de estos
modelos le ayudará no sólo a comprender mejor los
fenómenos estudiados sino sobre todo la naturaleza del
conocimiento científico elaborado para interpretarlos. La
educación científica debe ayudar al alumno a
construir sus propios modelos, pero también a
interrogarlos y redescribirlos a partir de los elaborados por
otros, ya sean sus propios compañeros o científicos
eminentes.

El núcleo organizador de este enfoque
didáctico son los modelos, es decir la forma en que
se representa el conocimiento existente en un dominio dado. En
este modelo hay un interés implícito por los
contenidos conceptuales, pero éstos se organizarían
no tanto a partir de los contenidos conceptuales
específicos (densidad,
calor,
movimiento, etc.) como de las estructuras conceptuales o modelos
que dan sentido a esos conceptos (interacción, equilibrio,
conservación, etc.). Se trata de profundizar y enriquecer
los modelos elaborados por los alumnos, que deben ir integrando
no sólo cada vez más información sino
también otros modelos y perspectivas. Se debe tratar de
que el alumno pueda interpretar las diferencias y similitudes
entre diferentes modelos. Es importante no confundir la meta del
currículo con su método. La manera de acceder a
esas estructuras subyacentes, o implícitas, al entramado
conceptual de los alumnos es a través de los conceptos
específicos de la física, la química y la
biología, que no deberán concebirse como un fin en
sí mismos sino como un medio para acceder a construir esas
estructuras conceptuales que son las que han dado sentido a esos
conceptos, que constituirían los objetivos a corto plazo,
las metas intermedias, para acceder a otras metas más
profundas y generales.

La propuesta basada en la enseñanza mediante
modelos es heterogénea y va desde el entrenamiento
directo en los modelos y estructuras conceptuales, al
enriquecimiento de modelos elaborados por los propios alumnos a
partir de las discusiones con sus compañeros, las
explicaciones del profesor y las evaluaciones recibidas, la
presentación y contrastación de los modelos en el
contexto de la solución de problemas, o la
explicación de esos modelos por parte del profesor y su
discusión con los alumnos.

Huyendo de ambos extremos (el del "método
científico" único y omnipotente que guía
todas las actividades de enseñanza; y el del relativismo
vacío según el cual todo vale), se trata de asumir
la complejidad y diversidad de las situaciones didácticas
que no permiten establecer secuencias de aprendizaje
únicas. Es preciso partir de que los alumnos se enfrenten
a problemas que despierten en ellos la necesidad de encontrar
respuestas, que deben ser modeladas, explicadas, pero
también enriquecidas mediante la multiplicación de
modelos alternativos. El profesor debe ejercer en diferentes
momentos de la actividad didáctica, papeles diversos,
algunos de los cuales han ido apareciendo al analizar los
enfoques anteriores: debe guiar las indagaciones del alumno, pero
también debe exponer alternativas, inducir a generar
contrargumentos, promover la explicitación de los
conocimientos, su redescripción en lenguajes o
códigos más elaborados, etc.

Entre estos papeles que debe ejercer el profesor se
recupera, como una de sus tareas más relevantes y
complejas, la necesidad de explicar a sus alumnos esos diversos
modelos alternativos, pero desde estas posiciones la
explicación no sería ya un monólogo, un
discurso unívoco por parte del profesor, sino un
diálogo, una conversación más o menos
encubierta, en la que el profesor crea diversos escenarios
explicativos para hacer dialogar a los diversos modelos e
interpretaciones posibles de los fenómenos estudiados,
contrastándolos entre sí y redescribiendo unos en
otros, es decir haciendo que se expliquen mutuamente con el fin
de integrar unas explicaciones en otras. Esos diálogos o
explicaciones mutuas entre modelos pueden adoptar diferentes
formatos:

"Vamos a pensarlo juntos": el profesor redescribe las
ideas generadas por los propios alumnos, intentando explicarlas
y conectarlas con los modelos científicos
"El narrador de cuentos": el
profesor convierte la explicación en una
narración, un relato, en el que integra los diferentes
argumentos explicativos
"Dilo a mi manera": los alumnos deben redescribir sus
propias ideas e interpretaciones, reinterpretarlas, en
términos de otro modelo, idealmente suministrado por
el profesor, utilizando con precisión el
lenguaje y los códigos explicativos de ese
modelo.
"Míralo a mi manera": los alumnos deben partir
de una teoría o modelo determinado para interpretar los
problemas o fenómenos estudiados, deben intentar ponerse
en el punto de vista de otro, preferiblemente un modelo
científico, pero también la concepción
alternativa de un compañero, para comprender las
diferencias entre distintas perspectivas.

Partes: 1, 2

Página siguiente