La resolución de problemas: Una metodología activa de aprendizaje (página 2)

Durante las últimas décadas han sido muchos los
trabajos que, tanto desde una perspectiva teórica como
desde una perspectiva experimental, han intentado sacar a la
luz los
factores que inciden en el aprendizaje de
las ciencias. Gran
parte de la reciente literatura en didáctica de las ciencias se ha ocupado en
la identificación, explicación y mejora de las
dificultades de los estudiantes en la comprensión de
conceptos científicos. En dicha literatura, se pone en
evidencia la barrera que supone el
conocimiento previo del alumno, sus preconcepciones, en el
proceso de
conceptualización científica

La búsqueda de calidad en la
enseñanza —para el caso particular de
las ciencias— ha llevado al desarrollo de
diferentes estrategias
pedagógicas y de investigación en este campo. Los resultados
de dichas investigaciones
señalan múltiples causas de los diversos niveles de
aprendizaje
(memorístico, creativo, innovador), relacionados con
aspectos que van desde el conocimiento
de la disciplina que
se enseña hasta la aplicación de diferentes
alternativas de enseñanza-aprendizaje, sin dejar de lado
otros como concepciones, contextos, actitudes y
habilidades, tanto de estudiantes como de profesores.

Se ha mencionado que las practicas educativas deben ir acorde
con los tiempos, la tecnología, pero
sobre todo que estén centradas en el trabajo de
los alumnos, que se transformen en entes activos de su
propio aprendizaje y que este aprendizaje sea efectivo, eficiente
y eficaz; que él sea capaz con lo aprendido de resolver
cualquier problema que se presente.

¿Podemos en la escuela
ensañar a resolver problemas?,
¿podemos lograr aprendizajes significativos resolviendo
problemas?, ¿Cómo hacer que nuestras practicas sean
amables, más familiares y naturales para nuestros alumnos
¿se pueden enseñar contenidos específicos
solo resolviendo problemas?, ¿Cuál es la función de
este tipo de metodologías?

La gran mayoría de estas metodologías fueron
desarrolladas en diferentes escuelas de casa de educación
superior, muchas veces alejadas del quehacer
pedagógico, que se cuestionaron la forma en que formaban a
sus futuros egresados, por ejemplo las ABP, la resolución
de problemas y otras conocidas como metodologías activas
de aprendizaje.

En este contexto es donde los profesores deben identificar las
necesidades de adaptación, de conocimientos requeridos y
de cómo se aplicaran dichos conocimientos cuando el alumno
se ponga en contacto con la realidad. Es aquí donde estas
metodologías activas sobran vigencia, pero su
aplicación requiere de un elevado grado de implicancia por
parte de los alumnos. (Canós y Mauri, 2005)

Una de las metodologías activas es la resolución
de problemas, y antes de describir en que consisten y como se
aplican se hace necesario dejar en claro algunos conceptos
importantes.

¿Qué es un
problema?

Problema, según Parra (1990:22 establece que
"un problema lo es en la medida en que el sujeto al que se le
plantea (o que se plantea él mismo) dispone de los
elementos para comprender la situación que el problema
describe y no dispone de un sistema de
respuestas totalmente constituido que le permita responder de
manera inmediata".

Dentro de la Psicología cognitiva
se puede tomar como punto de partida la definición de
problema aportada por H.A.Simon(1978): "una persona se
enfrenta a un problema cuando acepta una tarea, pero no sabe de
antemano como realizarla. Aceptar una tarea implica poseer
algún criterio que pueda aplicarse para determinar cuando
se ha terminado la tarea con éxito" o también
la que proponen Chi y Glaser (1986): "un problema es una
situación en la que se intenta alcanzar un objetivo y se
hace necesario un medio para conseguirlo"

De acuerdo a las anteriores definiciones un problema va
acompañado siempre de una cierta incertidumbre y en ese
sentido podemos llamar "resolución de problemas"
al proceso mediante el cual la situación incierta es
clarificada implicando siempre la aplicación de
conocimientos por parte del sujeto que resuelve.

Desde una perspectiva histórico-psicológica ha
habido dos aportes respecto a el origen de la resolución
de problemas: la del paradigma
asociacionista (el problema se resuelve por ensayo /error,
después de haber resuelto una serie de problemas
similares, sin embargo este tratamiento es superficial y confuso)
y la segunda la Psicología de la Gestalt (va
mas allá de una mecánica reproductiva, la resolución
implica relacionar diferentes aspectos y captar como todas las
partes del problema encajan para satisfacer las exigencias del
objetivo, lo que implica reorganizar los elementos de la
situación problemática y en consecuencia resolver
el problema (R. Mayer,1986).

La corriente más fuerte y con mayor influencia en el
campo de la resolución de problemas, dentro del marco de
la Psicología cognitiva (enmarcada en la corriente
denominada constructivismo),
es la conocida con el nombre de Procesamiento de la información desarrollada desde hace unos 20
años a partir de las aportaciones de A.Newell y H.A.
Simon. En este marco
teórico, la resolución de problemas se
considera como una interacción entre el sistema de
procesamiento de la información, el sujeto que soluciona
problemas, y el ambiente de la
tarea.

El punto más relevante del tema es que el proceso de
resolver un problema depende fundamentalmente del contendido
específico del problema y de la representación
mental que el estudiante tenga de este. Todo lo anterior esta
basado en las teorías
de Ausubel, donde la
resolución de un problema es un proceso donde se deben
crear significados a través de la relación de los
nuevos contenidos y los esquemas antiguos que se posean.

¿Qué nos dice la
didáctica de las ciencias respecto a la resolución
de problemas?

Desde el campo de la Didáctica de las Ciencias la pregunta que
nos hacemos es: ¿Qué es un problema?, la cual
podemos dividirla en otra interrogantes como: ¿Qué
es un problema para los estudiantes?

La respuesta parece simple pero no lo es tanto, un problema
para los alumnos es cualquier situación cualitativa o
cuantitativa que se les plantea dentro del contexto escolar y a
la cual tienen que dar una solución.

Para los expertos un problema es una tarea que, de entrada, no
tiene solución evidente, y como consecuencia exige
investigación. En el marco de la enseñanza
institucionalizada, el objetivo principal que suele adjudicarse a
la tarea de resolver problemas es que el estudiante aprenda
contenidos en un sentido amplio de la palabra: contenidos
conceptuales, de procedimientos y
actitudinales.

Otra cuestión relevante que se plantea dentro del marco
educativo es que un determinado problema existe en función
de la persona que tiene que resolverlo, y en esta línea
hay que destacar, por sus implicaciones didácticas, que lo
que para los estudiantes es un problema para el profesor es un
ejercicio en el sentido de que conoce, a
priori, cual es la solución y el camino para llegar a
ella.

La siguiente pregunta que se puede formular es: ¿Por
qué realizar actividades de resolución de
problemas? La respuesta que han dado algunos expertos se apoya en
diferentes tipos de argumentos (Martínez Aznar, 1990):

• Educativos: la resolución de problemas
  constituye un procedimiento activo de aprendizaje donde los
  alumnos son los protagonistas. Puede resultar una tarea
  altamente motivadora colaborando eficazmente a modificar las
  preconcepciones que puedan presentar.

• Científicos: los alumnos tienen la
  ocasión de familiarizarse con el modo en que "trabajan
  los científicos" haciéndose conscientes de que
  la finalidad primordial de la Ciencia es precisamente
  resolver los problemas que el hombre se ha ido planteando en
  el curso del tiempo. Este tipo de tareas va a favorecer en
  ellos actitudes científicas como la curiosidad, la
  perseverancia etc.

• Ideológicos: Con actividades de
  resolución de problemas se pretende que los alumnos
  traspasen los límites de la escuela y se familiaricen
  con problemas del mundo real. En este sentido los problemas
  que se plantean en la clase deberían ser relevantes
  desde un punto de vista tecnológico y social.

¿En
qué consiste la resolución de
problemas?

Diferentes autores conciben la resolución de problemas
de diversas maneras. Para Garret por ejemplo, resulta más
afortunado referirse a "enfrentarse" a un problema que a
"solucionarlo"; en ese sentido considera que el enfrentarse a un
problema implica un proceso de pensamiento
creativo

Frazer por su parte, considera que la resolución de
problemas constituye un proceso en el cual se utiliza el
conocimiento de una determinada disciplina, así como las
técnicas y habilidades de ella para salvar
la brecha existente entre el problema y su solución.

Otros autores como Kempa (1986) consideran que la
resolución de problemas constituye un proceso mediante el
cual se elabora la información en el cerebro del
sujeto que los resuelve; dicho proceso requiere el ejercicio de
la memoria de
trabajo
así como de la memoria a corto y
largo plazo, e implica no sólo la comprensión del
problema sino la selección
y utilización adecuada de estrategias que le
permitirán llegar a la solución.

Para otros autores la resolución de problemas
podría ser el proceso mediante el cual se llega a la
comprensión de una situación incierta inicialmente,
para lo cual se requiere tanto la aplicación de
conocimientos previos, como de ciertos procedimientos por parte
de la persona que resuelve dicha situación.

Al respecto Novack plantea por su parte, que la
resolución de un problema implica además la
reorganización de la información almacenada en la
estructura
cognoscitiva de la persona que lo resuelve, es decir, que hay
aprendizaje, modificándola (Novack; 1982, 1988).

Como resultado de todo lo anterior, se han presentado
diferentes propuestas de modelos de
enseñanza-aprendizaje de las ciencias basados en la
resolución de problemas, en cualquiera de sus enfoques. De
cualquier forma, los siguientes aspectos se registran como
centrales y se considera que deben ser tenidos en cuenta en la
resolución de problemas como parte integrante de las
estrategias de enseñanza de las ciencias:

• Compresión del área de
  conocimiento de a cual fue extraído el problema, es
  decir, la existencia de un dominio de conocimiento.

• El modelo de resolución deberá
  ayudar al alumno a plantear hipótesis, así como
  también a diseñar e implementar estrategias o
  experimentos que le permitan corroborar o improbar dichas
  hipótesis.

• La comprobación de la solución
  constituye la fase final del proceso de solución.

• Los problemas seleccionados deberían
  ser tomados de una situación natural.

Las variables que
inciden en la resolución de problemas pueden clasificarse
en tres grandes grupos
dependiendo de que tengan que ver con:

• La naturaleza del problema (precisión, univocidad,
  estructura, complejidad formal, demanda de la tarea,
  carácter abierto o cerrado, etc),

• El contexto de la resolución del problema
  (manipulación de objetos reales, consulta a otras
  fuentes de información, tiempo de resolución,
  etc)

• El sujeto que soluciona el problema (habilidades
  cognitivas, creatividad, conocimiento teórico,
  factores personales, etc.) [Perales, 1993]. Estas
  últimas variables pueden interaccionar con las
  variables relacionadas con la naturaleza del problema
  (abierto o cerrado), con lo que el cuadro anterior se
  complica [Martínez y Varela, 1997].

Existe un consenso casi general en que para resolver
efectivamente problemas es conveniente seguir los pasos
clásicos de planteamiento, solución y
comprobación, [Kempa, 1986]. En el proceso de
resolución el sujeto que aprende tiene que movilizar sus
conocimientos en un dominio
determinado, a la vez que aplica determinados procesos
mentales. El resultado sería, por una parte, una
solución y, por otra, un aprendizaje adicional. La
resolución de problemas implicaría, tanto una
activación y movilización de los conocimientos
relevantes, como un aprendizaje de nuevos conocimientos y
habilidades [Perales, 2000].

¿Cómo aplicamos la
resolución de problemas en el aula?

Conocer los fenómenos científicos contribuye a
entender e interpretar el mundo que nos rodea. Tradicionalmente,
se ve la resolución de problemas como la aplicación
de fórmulas y relaciones entre algoritmos. La
resolución de problemas parece ser una estrategia
intrínseca al aprender ciencias a partir de la necesidad
de resolver situaciones que requieren planteamientos nuevos
desconocidos hasta ahora (la verdadera ciencia).

Entonces, ¿Por qué no se hace lo mismo en la
escuela?, ¿Por qué ciencia de plumón y
pizarra?, ¿están preparados los alumnos para
afrontar este método?,
¿Y los profesores?. La bibliografía y las
investigaciones señalan que es necesario que los
estudiantes, en su formación, tengan ocasión de
enfrentar problemas (sencillos, pero con un importante
componente, que sean contextualizados), esto con ayuda del
profesor y que puedan ensayar estrategias de solución, lo
que va a contribuir a ampliar sus conocimientos.

La idea es que, para aprender hay que problematizar lo
teórico, los ejercicios y las actividades que se plantean
en las clases. Hay que hacer énfasis en el hecho de que
"resolver problemas científicos" no significa una "tarea
de hacer", sino "una actividad científica verdadera", con
la cual, los estudiantes construyen los nuevos conocimientos que
se consideran fundamentales para desempeñarse como
profesionales competentes en el campo de las ciencias.

Si bien, investigaciones sugieren que el aprendizaje a partir
de problemas es un medio disponible para desarrollar
potencialidades en los la forma en la cual éstos se
presentan, conduce a los estudiantes a resolverlos de manera
mecánica y sin razonamientos evidentes y
sin profundización en el contenido del mismo, un problema
científico debe requerir un procedimiento de
reflexión sobre la consecuencias de los pasos que
serán tomados Es común, que tanto profesores como
estudiantes confundan ejercicio con problema. Esto ocurre
precisamente porque los docentes no
reconocen las características de los problemas en cuanto a
su nivel de dificultad y desde los procedimientos utilizados para
su resolución, elementos que no encontramos en un
ejercicio. (García, 2003). Es por esto que las clases en
la cuales predominen estrategias en resolución de
problemas, deberían generar cambios positivos en los
aprendizaje de los estudiantes, promoviendo y consolidando nuevas
formas de raciocinio. Los profesores deberían proponer a
sus alumnos verdaderos problemas y no ejercicios "tipo". Estos
auténticos problemas deben ser diseñados de tal
manera que puedan resolverlos a la vez que evolucionan los
conceptos previos, el lenguaje y
las experiencias que le proporcionan evidencias).
De esa manera el profesor deberá ultrapasar la
enseñanza de la resolución de problemas, pasando de
esa manera, a enseñar a su estudiante a proponerse
problemas a si mismo, transformando la realidad en un problema
que merezca ser estudiado

Cuando hablamos de problema, nos referimos a una
situación que presenta una oportunidad para los alumnos de
poner en juego los
esquemas de conocimiento, que exige una solución que aun
no se tiene y en la cual se deben hallar interrelaciones expresas
entre un grupo de
factores o variables. (García, 2003). A medida que las
situaciones en un problema se van ampliando, la solución
del problema representa para el estudiante una demanda
cognitiva y motivacional mayor.

En el proceso de resolución del problema, las preguntas
juegan un rol fundamental. Márquez y Roca (2006)
Señalan que identificar preguntas y plantearse problemas
forma parte del proceso de "hacer ciencias". Las buenas preguntas
desarrollan los conocimientos que los estudiantes pueden utilizar
para empezar a resolver el problema (mediante su "modelo
teórico") y que, gracias a las buenas preguntas en la
resolución de problemas y a las explicaciones del profesor
y de la bibliografía adecuada, pueden evolucionar hasta
alcanzar la meta final, es
decir, la resolución del problema y el nuevo "modelo",
enriquecido con nuevas entidades científicas, nuevos
lenguajes y nuevos criterios sobre qué se debe o
qué no se debe hacer. Se desarrollan así las
competencias
de pensamiento científico de los estudiantes.

¿Existe
algún inconveniente o barrera que dificulte la
aplicación y el buen desarrollo de esta
metodología?

Como toda estrategia metodológica, tiene sus pros y sus
contras, no existe la "panacea" educativa que me asegurara 100%
de aprendizajes significativos. En el ámbito de la
resolución de problemas también existen estos
inconvenientes.

• La comprensión inicial del enunciado del
  problema es considerada indispensable en todas las
  propuestas metodológicas que ofrece la
  investigación educativa. Las diferentes redacciones
  que puede adoptar un mismo problema, constituyen un factor
  significativo en los resultados obtenidos. Se pueden
  encontrar dificultades relacionadas con la extensión
  total o con las diversas frases, con la complejidad
  gramatical, con el vocabulario utilizado, etc. Los cambios de
  una sola palabra, pueden dificultar la apropiación del
  problema por el estudiante, así como lo hacen la
  estructura de las frases, o el uso de formas negativas. Todo
  profesor puede fácilmente comprobar o refutar estas
  conclusiones, presentando un mismo problema de diferentes
  formas".

• Los alumnos, deben ser "entrenados" para sacar el mayor
  provecho de sus conocimientos. Se deben desarrollar las
  capacidades de investigar, formular hipótesis, filtrar
  información, trabajo en equipo, planificar, organizar,
  sintetizar, analizar.

• Los profesores, deben aprender a no ser los principales
  actores del proceso. Deben dejar ser, deben dar cuerda a sus
  alumnos, pero con cautela. El es el experto y debe guiar para
  que sus estudiantes no se alejen del objetivo inicial.

• La evaluación. Los profesores en estos días
  no evaluamos, calificamos. Por ende debemos aprender a
  evaluar este tipo de de estrategias. No es fácil, de
  hecho es mucho más complicado que el en el
  método tradicional, pero mucho más
  enriquecedor, pues se van evaluando procesos, y progreso. Se
  deben usa pautas de cotejo, mapas conceptuales,
  cuestionarios, exámenes basados en problemas.

• Las preguntas. Los profesores debemos instruirnos y
  practicar en el área de confección de
  preguntas. Tampoco es una tarea fácil, pues estas
  deben ser claras, entendibles y que apunten al contendido que
  nosotros queremos abordar

• El tiempo, trabajar con este tipo de estrategias requiere
  de tiempo y de la preparación de material y de
  actividades de aprendizaje (de introducción,
  exploración, síntesis y transferencia). Lo cual
  requiere mucho más tiempo (por lo menos al
  principio)

• El miedo al cambio. Es fácil seguir desarrollando
  lo "que por años ha funcionado", pero esta en juego el
  desarrollo de nuestros alumnos, por eso no le encuentran
  sentido a una ciencia chata, aburrida y fuera de
  contexto.

• Cambio curricular. Las unidades didácticas
  desarrolladas debería sufrir una reducción
  didáctica, en donde se desarrollen temas claves para
  la enseñanza de una u otra asignatura y de ahí
  diversificar.

• El ostracismo curricular. Con este me refiero a que los
  profesores no tienden al trabajo interdisciplinario,
  ¿no sería mucho más provechoso para un
  alumno que un problema lo pudiera solucionar del punto de
  vista químico, pero también del físico?,
  es ahí donde se dará cuenta que lo que sabe le
  sirve para desenvolverse en el medio.

Conclusión

La resolución de problemas puede enfocarse con
diferentes marcos, siendo el más utilizado en la
actualidad el de Ausubel, que se justifica por tener una
posición constructivista claramente orientada hacia la
enseñanza. El poder o no
resolver un problema no depende solo de conocimientos, sino
también de cómo utilizamos dichos conocimientos, de
forma de tomar el camino más adecuado (de muchos que
pueden haber) para así facilitar su solución. Lo
más importante es el nexo entre la estructura cognitiva
del alumno y la nueva información que se entrega y se
investiga. Para poder resolver un problema utilizando los
conocimientos que posee, estos deben haber sido aprendidos
significativamente. Pero paralelamente deben manejar algunas
habilidades y estrategias, para lo cual estos deben ser
instruidos ( lo mismo que los docentes, quienes se transforman en
facilitadores, guías y toman un papel secundario (en el
buen sentido) en el aprendizaje de sus alumnos, quienes se
transforman en los principales actores del proceso

En resumen, de acuerdo con todo lo dicho hasta aquí,
cabe esperar que los alumnos que mejor resuelven los problemas
tengan las siguientes características:

1. Mayor conocimiento previo sobre la materia del
problema.

2. Más habilidad de razonamiento formal.

3. Más cantidad de conceptos y de relaciones entre
ellos (sobre la materia del problema) en la memoria a largo
plazo, es decir, más conocimiento conceptual.

4. Más capacidad de memoria a corto plazo.

5. Mayor aptitud para procesar la información del
enunciado del problema y para encajarla dentro de los esquemas de
conocimiento.

6. Mejores estrategias de estudio que comporten un
procesamiento más profundo de la información
presentada: estructuración, integración, organización y selección de los
contenidos.

• No olvidemos:

• En el mundo cotidiano, el primer paso y en ocasiones en
  más difícil antes de resolver un problema, es
  el reconocimiento de que ese problema existe.

• En el mundo cotidiano, resulta más difícil
  identificar el problema que resolverlo

• En el mundo cotidiano, los problemas están mal
  estructurados

• En el mundo cotidiano, los problemas no tienen una
  única solución e incluso los criterios de
  definirían cual de todas es la mejor solución,
  no siempre están claros.

• En el mundo cotidiano, los problemas dependen al menos
  tanto del conocimiento oficial como del extraoficial.

• En el mundo cotidiano, la resolución de problemas
  importantes, genera consecuencias significativas.

• En el mundo cotidiano, los problemas suelen resolverse en
  grupo

• En el mundo cotidiano, los problemas suelen ser
  complicados, confuso y persistentes

Bibliografía

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  Pedro Cañal de León, 1990, ISBN 84-404-6703-6,
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• 9. Resolución de problemas (enseñar a
  pensar) rescatado el día 5 de diciembre de 2008.
  http://educacion.idoneos.com/index.php/345898

Autor:

Rodolfo Alejandro Cruzat Cruzat

Profesor: Iván Sánchez Soto

Asignatura: Diseño
– Experimentación e Innovación de Materiales

Programa de Magíster en Enseñanza
de las Ciencias Mención Química

Universidad del Bío – Bío

Diciembre de 2008.