La investigación en enseñanza de la ciencia ha hecho notar lo importante que es conocer las concepciones de los alumnos y, a su vez, ha identificado un número considerable de ideas previas*




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Presentación

La investigación en enseñanza de la ciencia ha hecho notar lo importante que es conocer las concepciones de los alumnos y, a su vez, ha identificado un número considerable de ideas previas* que muestran la gran diversidad de representaciones que los alumnos tienen en torno a los procesos naturales y a los conceptos que los describen y explican. También se ha evidenciado lo complejo que es transformar estas ideas o concepciones.

Conocer las ideas previas de los estudiantes se ha convertido en un elemento importante para el desarrollo de programas educativos y textos, así como para los profesores quienes, a partir de ese conocimiento, elaboran sus estrategias de enseñanza y dan cuenta del progreso conceptual de sus alumnos. El conocimiento de las ideas previas también es importante para los investigadores quienes, al analizar las representaciones de los estudiantes, proponen formas de interpretarlas y transformarlas. Por lo anterior es necesario dar cuenta de lo que se ha investigado y falta por investigar.

A pesar de lo relevante que es para los profesores conocer las ideas previas, la mayoría de ellos no tiene acceso a las revistas especializadas donde se describe este tipo de investigaciones o bien, no las utilizan por estar en un idioma distinto al suyo. Esta consideración, de igual manera es aplicable a estudiantes que se encuentran en vías de ser profesores o de quienes llevan cursos de actualización en enseñanza de la ciencia. Atendiendo a esta necesidad y también para dar cuenta, lo más completo posible, de las ideas previas que se han investigado y que se encuentran reportadas en las principales revistas internacionales y de habla hispana, se elaboró este proyecto1 cuyosprincipales objetivos son:

  • Poner al alcance de los profesores de ciencias de diversos niveles educativos una base de datos de las ideas previas de los estudiantes en las disciplinas: Biología, Física y Química.

  • Dar cuenta de la diversidad de ideas previas de los alumnos, profesores y libros de texto, en los temas donde éstas se han analizado, en la investigación educativa.

  • Proporcionar un análisis de las ideas previas que permita a los profesores ubicar posibles problemas conceptuales y de representación en los diversos temas que se abordan en la enseñanza de la ciencia.

  • Mostrar algunas estrategias de enseñanza exitosas que buscan el cambio conceptual, con base en las ideas previas.

ÍNDICE

Las ideas previas en la enseñanza de la ciencia

Las distintas denominaciones

Las ideas previas: Características y orígenes

El problema de su interpretación

Ideas previas y cambio conceptual

La función de las ideas previas en el salón de clase

Referencias

Las ideas previas en la enseñanza de la ciencia

Introducción

Las ideas previas han sido un suceso importante en el desarrollo de la enseñanza de la ciencia, por varias razones. En primer, lugar porque han proporcionado conocimiento acerca de las concepciones con las que los estudiantes enfrentan el aprendizaje de los conocimientos científicos en la escuela; en segundo, porque han puesto de manifiesto que dicho aprendizaje lleva implícito un problema de construcción y transformación conceptual y, en tercer lugar, porque han colocado al sujeto que aprende en el eje del proceso enseñanza-aprendizaje, es decir, en torno al cual, buena parte de la investigación y el desarrollo educativo actual lo toman como elemento central. Así, el reconocimiento del papel activo que las concepciones de los estudiantes tienen en el aprendizaje de los conceptos científicos ha influido, de manera significativa, en el replanteamiento y la comprensión de problemas de diversa índole -conceptual, didáctica, curricular, de evaluación, de formación docente, de género, etc.- que se presentan en el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias.

Es difícil determinar cuándo surgen las ideas previas en la investigación en enseñanza de la ciencia. Sin duda deben señalarse las investigaciones pioneras de Piaget (1975, 1981) y de Inhelder y Piaget (1972) en torno a la construcción de nociones como las de tiempo, fuerza, movimiento, peso, etcétera, que si bien son interpretadas bajo el esquema de operaciones e invariantes, constituyen un primer reconocimiento de las representaciones o concepciones de los sujetos ante fenómenos específicos. Además, como apuntan Driver y Esley (1978), el trabajo de Piaget dio origen a diversos enfoques para la investigación en el aprendizaje de la ciencia. Sin embargo, es principalmente, con investigaciones como las de Driver y Esley (1978), Viennot (1979) y McDermott (1984), entre otras, que, con sus análisis en estudiantes de los niveles básico y superior, contribuyeron de forma definitiva, a fijar la atención en la importancia que tiene conocer las concepciones que los estudiantes elaboran en relación con las nociones y procesos científicos, mismas que no corresponden a las expectativas de los profesores. A partir de entonces, la investigación sobre las ideas previas ha sido abundante, no sólo en el campo de la Física sino también de la Química y la Biología. Una clara muestra de este crecimiento se encuentra en la amplia y útil colección bibliográfica elaborada por Pfund y Duit (1998).

En la actualidad, gran cantidad de investigaciones, desarrollos curriculares, elaboración de textos y algunos materiales educativos -como programas de cómputo- se llevan a cabo considerando las ideas previas de los estudiantes de los niveles escolares a los que está destinado dicho trabajo. En el campo de la investigación, las ideas previas han sugerido nuevos enfoques en torno al aprendizaje como el cambio conceptual (Strike y Posner, 1985; Chi, 1992), han despertado el interés por analizar las correspondencias entre la historia de la ciencia y las concepciones de los estudiantes (Brush, 1989; Matthews, 1990; Gallegos, 1998). También han constituido un factor importante para la construcción de modelos representacionales, tanto de corte cognoscitivo como epistemológico (Carey, 1985; Tiberghien, 1994; Flores y Gallegos, 1998; Flores, 1999), así como para el estudio de diferencias transculturales (Duit, 1984; Richards, 1989) y de género (Watts y Bentley, 1996; Whiteleggs, 1994) y, en función de su interpretación, de diversos enfoques en torno a las metodologías para abordar el problema de la enseñanza de la ciencia (Erickson, 2000).

Por su parte, diversos desarrollos curriculares presentan, entre sus fundamentos y consideraciones, la conveniencia de que los profesores tomen en cuenta las ideas previas de los estudiantes como punto referencial, tanto para la planeación de actividades como en el desarrollo de estrategias de aprendizaje y de evaluación (Akker, van der 1998; Fensham, 2000). También puede notarse cómo varios textos, sobre todo los determinados para la enseñanza básica y media superior, presentan, principalmente en la edición para el profesor, reseñas y listados de las ideas previas significativas.

Otro aspecto relevante en el que han incidido en la educación en ciencias las ideas previas de los estudiantes es la transformación de las clases de ciencias. La difusión que han tenido estas ideas ha llegado a un buen número de profesores, básicamente a través de libros que presentan estudios que las ejemplifican y resumen. Algunos ejemplos son: Driver, R.; Guesne, E. y Tiberghien, A. (Eds.) (1985); Hierrezuelo y Montero (1991); Pozo, Gómez, Limón y Sanz (1991); Driver, Squires, Rushworth & Wood - Robinson (1994); Fensham, Gusntone & White (1994); Wandersee, Mintzes & Novak (1994). Sin embargo, la mayoría de los profesores no conoce y no tiene acceso a la gran cantidad de ideas previas que a estas fechas se han investigado y, sobre todo, no tienen elementos que les permitan saber cómo tomarlas en cuenta.

Algunos educadores han promovido que los profesores, en su clase, averigüen las ideas previas de sus alumnos y, aunque esta acción es sin duda importante y necesaria, en diversos casos carece de confiabilidad debido a que no se cuenta con los procedimientos y cuidados metodológicos que las investigaciones requieren. Por lo anterior, consideramos de utilidad este trabajo cuya principal finalidad es proporcionar una fuente de información confiable y de fácil acceso que contribuya a que los profesores cuenten con un conjunto amplio de ideas previas que les ayuden en su labor docente. Otro aspecto importante de esta colección de ideas previas es que permite identificar lo temas que aún requieren ser investigados con lo que se espera contribuir al campo de la investigación.

Las distintas denominaciones

Al analizar las concepciones que tienen los sujetos en torno a los conceptos científicos, es necesario fijar una posición en torno al término que se utilizará para denominarlas. Esta precisión se debe a la diversidad de términos con los que, actualmente, se les denomina a esas concepciones (Cubero, 1994; Jiménez, Solano y Marín, 1994; Wandersee, Novak y Mintzes, 1994) y que, en general, obedecen a las posiciones que los investigadores tienen en torno a la construcción del conocimiento y a su valoración del conocimiento científico y del aprendizaje. En torno a este tema se han llevado a cabo diversos análisis y se han hecho varias propuestas para intentar acordar un sólo término. Por ejemplo, Wandersee, Novak y Mintzes (1994) se adhieren al término "concepciones alternativas", propuesto por Driver y Esley (1987), considerándolo el más adecuado porque involucra una visión "ideográfica", es decir, que con este término se toman en cuenta las ideas de los alumnos como concepciones personales que tienen significado y utilidad para interpretar cierta fenomenología y, porque no implica una denominación en sentido negativo, esto es, considerarlas como un error de comprensión o un conocimiento incompleto, denotación que está implícita en el término "error conceptual" (misconception).

El uso e interpretación del término "concepciones alternativas" ha sido ampliamente adoptado y ha ido desplazando a otros términos como "errores conceptuales", "preconceptos", " concepciones espontáneas", "teorías implícitas" y "teorías en acción", por citar los más comunes.

El término "concepciones alternativas" es, sin duda, una manera adecuada de nombrar las concepciones de los estudiantes, principalmente porque no denota una visión peyorativa del complejo proceso conceptual que implica construir nociones o concepciones; sin embargo, y dentro de esta misma línea, en este trabajo preferimos denominar "ideas previas" a las concepciones de los estudiantes por ser un término que indica, por un lado, que se refiere a una concepción que no ha sido transformada por la acción escolar y porque es un término fácilmente identificable por los profesores. Además, con este término, se trata de disminuir ciertas ambigüedades que pueden presentarse con el de "concepciones alternativas" las cuales se describen a continuación.

A) La nominación "concepción alternativa" implica la existencia de una idea que le permite a un sujeto, interpretar un proceso o fenómeno y que cuenta, al menos, con otra idea alterna entre las que elige conscientemente la que considera la mejor explicación. Esto no es lo que usualmente ocurre por lo que, un término que no denote esta dualidad, resulta más adecuado.

B) La nominación "concepción alternativa" entendida como una idea alterna a la sostenida por la ciencia, no resulta ser precisa porque las concepciones de los estudiantes pueden considerarse alternativas en un contexto restringido, esto es, aplicables sólo a ciertos fenómenos, mientras que, las concepciones científicas correspondientes son más generales, es decir, abarcan clases de fenómenos. Así, la nominación "concepción alternativa" debe considerarse de forma limitada

A pesar de lo expuesto enfatizamos que el término "concepción alternativa" es también adecuado y que fundamentalmente estamos de acuerdo en lo que intenta expresar

Las ideas previas: Características y orígenes

Las ideas previas son construcciones que los sujetos elaboran para dar respuesta a su necesidad de interpretar fenómenos naturales, bien porque esa interpretación es necesaria para la vida cotidiana o porque es requerida para mostrar cierta capacidad de comprensión que es solicitada a un sujeto por otro -como un profesor-, entre pares o por cierta circunstancia específica no cotidiana -por ejemplo, la solución de un problema práctico-. Así, la construcción de las ideas previas se encuentra relacionada con la interpretación de fenómenos naturales y conceptos científicos para brindar explicaciones, descripciones y predicciones. Por otro lado, la construcción de las ideas previas está asociada a explicaciones causales (Pozo, 1989) y a la construcción de esquemas relacionales. Sin embargo, esto no da cuenta, desde luego, de cómo construye el sujeto esas ideas previas, explicación que está ligada a poder explicar, a su vez, cómo se genera el conocimiento en los sujetos.

Desde un punto de vista epistemológico pueden apuntarse algunas consideraciones que, si bien no son una explicación del proceso cognitivo que implica la construcción de las concepciones de los sujetos, permiten determinar algunos factores que contribuyen a comprender el origen de las ideas previas.

Uno de esos factores es la necesidad que tienen los sujetos de contar con una forma de interpretación que les permita tener una visión, al menos parcialmente coherente, de la fenomenología más inmediata, esto es, de los eventos naturales con los que están cotidianamente en contacto. Esta forma de interpretación está en función de experiencias fenoménicas, de la inteligibilidad de las explicaciones de otros, de la suficiencia de la concepción elaborada por el sujeto para fines específicos como explicaciones y predicciones y, de la capacidad de comunicación -acuerdo entre pares- de esa interpretación.

Otro factor que contribuye a explicar el origen de las ideas previas, es el mecanismo de validación que los sujetos utilizan comúnmente y que, en general, consiste en la contrastación simple o directa y el acuerdo entre pares -otros estudiantes o personas comunes-.-.

También es importante mencionar el límite de aplicación de las construcciones de los sujetos, esto es, las representaciones elaboradas corresponden a unos cuantos fenómenos comunes; sin embargo, si la persona considera que otros fenómenos son de alguna manera semejantes -aunque no lo sean- a los que conoce, extrapola sus representaciones. Si, por el contrario, considera que cierto tipo de fenómenos no son semejantes -aunque sí lo sean- lleva a cabo otra interpretación y construye ideas previas distintas. Esto lleva a considerar que el contexto es otro factor importante en la construcción de las ideas de los estudiantes, como se reconoce, cada vez más, en las investigaciones sobre ideas previas.

Finalmente cabe apuntar que las ideas previas, como toda conceptualización que permita explicar o predecir un suceso, requiere, para su transformación de un proceso complejo, donde deben cumplirse diversas condiciones como el reconocimiento de anomalías, insatisfacción de las explicaciones o predicciones, la aceptación y mínima comprensión de otras posibles explicaciones (Strike y Posner, 1985) y, tener en cuenta que dicha transformación requiere de pasar por diversos niveles o etapas.

El problema de su interpretación.

Es importante mencionar que aunado al problema de nomenclatura, se encuentra uno más importante: ¿cómo considerar a las ideas previas? Una de las interpretaciones más frecuentes que surgió al principio de la investigación sobre ideas previas, fue considerarlas como una especie de mini-teorías. Esta manera de interpretar el significado de las ideas previas ha ido perdiendo adeptos, debido a que investigaciones más recientes han mostrado su diversidad, dependencia del contexto (Flores y Gallegos, 1999; Taber, 2000) o que obedecen a malas interpretaciones del lenguaje (Clerk y Rutherford, 2000) y diversos factores culturales (Thijs & Van Den Berg, 1995; Erickson, 2000).

Más recientemente, las ideas previas son analizadas en término de su función dentro de modelos representacionales (diSessa, 1993; Smith, diSessa & Roschelle, 1993; Glynn & Duit, 1995 y Flores y Gallegos 1998). Por ejemplo, se interpretan como elementos pertenecientes a una red conceptual donde tienen una función ubicua, es decir, que pueden pasar por distintos niveles jerárquicos de manera que son subsumidas y reorganizadas en procesos de estructuración conceptual. También hay quienes no les dan mas que un valor temporal y circunstancial, aproximación que procede de la corriente fenomenográfica (Dall'Alba & Hasselgren, 1996).

Las ideas previas han sido investigadas de manera abundante aunque, desde luego, no se han cubierto todos los temas y conceptos que contemplan los programas de ciencias desde los niveles básicos hasta los superiores. Como puede verse de la bibliografía organizada por Pfund & Duit (1998) la disciplina que mayor atención ha recibido es la Física, seguida de la Biología y la Química. Esta abundante investigación ha permitido el conocimiento de las características generales que tienen las ideas previas, pero, como se ha apuntado, no se puede decir lo mismo del conocimiento que se tiene de cómo se generan.

La caracterización que se ha hecho de las ideas previas permite, ante todo, resaltar su universalidad; si bien ésta puede quedar matizada por la manera en la que el lenguaje es utilizado, así como la influencia del contexto y formas de cuestionamiento con las que se lleva a cabo su averiguación; aspectos que se ven plasmados en cuestionarios y entrevistas.

A continuación se resumen las características principales de las ideas previas, mismas que se han tomado principalmente de tres fuentes Pozo, 1991; Wandersee, Novak & Mintzes, 1994; Gallegos, 1998.

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