EL VÍNCULO ENTRE ASPECTOS CONCEPTUALES Y EPISTEMOLÓGICOS
Verónica Guridi
Dpto. de Formación Docente, Facultad de Ciencias Exactas,
Universidad Nacional del Centro, Pinto 399, (7000) Tandil, Argentina
FAX: (54) (2293) 44 4431 - Correo electrónico: vguridi@exa.unicen.edu.ar
Julia Salinas
(2) Dpto. de Física, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología,
Univ. Nac. de Tucumán, Av. Independencia 1800, (4000) Tucumán,
Argentina
FAX: (54) (381) 436 3004 - Correo electrónico: jsalinas@herrera.unt.edu.ar
RESUMEN
·
aspectos
ontológicos (referidos a la índole
del mundo natural; por ejemplo, una mentalidad científica desecha las
explicaciones animistas, mágicas o místicas y concibe al mundo como un cosmos,
un universo cognoscible y accesible al intelecto humano);
·
aspectos
epistemológicos (vinculados a las
características del conocimiento científico sobre el mundo natural,
conocimiento al que se imponen, por ejemplo, normativas estrictas de
racionalidad y búsqueda de precisión, sistematicidad, generalidad y
objetividad);
·
aspectos
axiológicos (conformados por
objetivos y valores positivos del proceso y el producto de la labor científica,
relacionados por ejemplo con el progreso del conocimiento, el aumento del
bienestar, el dominio racional de la naturaleza, el enriquecimiento y la
disciplina de la mente, la honestidad intelectual, ...);
·
aspectos
metodológicos (consistentes en las técnicas
científicas de planteo y control, en los procedimientos científicos que
vinculan los datos empíricos y las teorizaciones, concebidas estas últimas
como conjuntos de hipótesis verificables);
·
aspectos
conceptuales (integrados por
conceptos, hipótesis, leyes, modelos y teorías científicos referidos al mundo
natural).
II.- Metodología e instrumentos
Þ
la
naturaleza epistemológica de la Física Clásica y del conocimiento común
Þ
el
marco psicológico del aprendizaje de las ciencias.
En la Física Clásica hay un desplazamiento semántico
en el uso de la palabra hipótesis: la hipótesis-postulado de la Lógica se
sustituye progresivamente por la hipótesis-conjetura de las Ciencias Fácticas.
Este desplazamiento semántico puede vincularse
a diferentes supuestos epistemológico sobre la naturaleza de las leyes: ellas
“están en la naturaleza y el ser humano las descubre” o “son
construcciones que resultan del interjuego entre el intelecto y la naturaleza”
(Salinas et al., 1995). La primera de estas acepciones se corresponde con una
visión realista ingenua, mientras la segunda, que incorpora el rol del
intelecto en la construcción de las leyes, corresponde a una visión realista
científica.
Ferrater
Mora (1997) caracteriza el realismo ingenuo como aquella postura epistemológica
que supone que el conocimiento es una reproducción exacta (una “copia fotográfica”)
de la realidad, mientras que el realismo científico advierte que no puede
simplemente equipararse lo percibido con lo verdaderamente conocido, y que es
menester someter lo dado a examen y ver lo que hay en el conocer que no es mera
reproducción. Chalmers (1987) explica que el realista ingenuo es inductivista.
Para un realista ingenuo, la ciencia comienza con la observación, las leyes y
las teorías se derivan de los enunciados observacionales y estos últimos, a su
vez, se suponen obtenidos mediante la utilización de los sentidos y de una
mente libre de pre-conceptos.
·
El
tratamiento matemático de los fenómenos naturales
Blanché
(1972) señala que la objetividad del conocimiento físico se obtiene despojando
a las cosas de su revestimiento sensible, que lo real del físico no es el mismo
que el del sentido común, que entre uno y otro hay una ruptura (Bachelard,
1973).
La
Física reduce sistemáticamente el mundo natural a su estructura matemática a
partir de una depreciación de lo que se aparece ante los sentidos: Todo el
inmenso mar de cualidades sensoriales se reemplaza por unas pocas variables
significativas, que se denotan mediante símbolos algebraicos y se vinculan
entre sí a través de relaciones cuantitativas significativas. En otras
palabras, se elaboran modelos.
Bunge
(1985) añade que el conocimiento científico racionaliza la experiencia en
lugar de limitarse a describirla; que la Ciencia da cuenta de los hechos, no
inventariándolos, sino explicándolos por medio de hipótesis (en particular,
enunciados de leyes) y sistemas de hipótesis (teorías); que los científicos
conjeturan lo que hay detrás de los hechos observados y de continuo inventan
conceptos que carecen de correlato empírico directo.
·
El recurso a la experimentación (orientada por hipótesis)
En el método experimental científico la
experiencia cumple dos funciones: suscitar la hipótesis y controlarla, en
condiciones artificiales especialmente ideadas que aislan el fenómeno en
situaciones controladas (modeladas) (Hodson, 1985). En el tránsito de la
ciencia antigua a la Física Clásica, se pasa de una observación cualitativa
directa a una observación controlada, reproducible, precisa, verificable,
cuantificable, objetiva – en la doble acepción de adecuación al objeto y de
consenso intersubjetivo (Salinas et al., 1995).
Chalmers
(1992) aclara que si bien en ciencia la evidencia se adquiere en situaciones
experimentales artificiales, se supone que las leyes así identificadas se
aplican también fuera de situaciones experimentales, aunque aquí su acción se
sobreimpondrá a otras leyes, produciendo un comportamiento irregular en el
nivel de los hechos.
·
Características de las concepciones basadas en el
sentido común: Según Coll (1996), Pozo (1989), Astolfi et Peterfalvi (1991), las
concepciones basadas en el conocimiento común presentan las siguientes características:
*
Son
construcciones personales
*
Poseen
coherencia desde el punto de vista del estudiante, no desde el científico
*
Son
bastante estables y resistentes al cambio
*
Tienen
un carácter implícito, se descubren en las actividades o en las predicciones
*
Son
compartidas por otras personas, pudiéndose agrupar en tipologías.
*
Buscan
la utilidad más que la “verdad”.
·
Las estrategias de sentido común:
Según Salinas et al. (1995) algunas de las estrategias “de sentido común”
consisten en:
*
Basar
los conocimientos en observaciones cualitativas no controladas, (es decir, en
observaciones muy ligadas a la percepción, a lo concreto)
*
Buscar
evidencia confirmadora para probar una dada idea y no prestar atención a los
cuestionamientos
*
Tener
tanta confianza en una idea que no se la prueba (no “testear” una hipótesis)
*
Considerar
las anomalías como excepciones a la regla
*
Usar
explicaciones ad-hoc
*
No
reflexionar sobre lo que se hace
*
Dejar
de lado variables significativas o suponer a priori, sin control, la
independencia entre las variables
*
Rechazar
o ignorar información que no encaja con otros conocimientos
*
No
diferenciar las nociones
*
Atender
más a las propiedades que a las interacciones
*
Tender
a simplificar acríticamente los problemas, mediante razonamientos
monoconceptuales, no sistémicos, de causalidad lineal, etc.
III.2.- La noción de "perfil epistemológico"
·
Tipo de realismo atribuido al conocimiento científico
Se
rastrean las siguientes visiones de realismo: Realismo científico, Realismo
ingenuo, Visiones mixtas.
·
Concepciones sobre la forma en que “se hacen” las
ciencias fácticas
Esta
dimensión contempla la metodología científica (el proceso mediante el cual
se validan y se cambian las teorías en la Física Clásica) y engloba las
siguientes cuatro cuestiones:
*
Función atribuida a la experimentación científica (según que se reconozca o
no el doble papel que la experimentación desempeña en la generación y en el
control de las teorías científicas, se distingue entre Visión científica,
Visión reduccionista, Visiones mixtas)
*
Vínculo atribuido al conocimiento científico con la percepción sensible (según
que se admita o no que el acceso a los fenómenos está mediado por la carga teórica
del observador, se distingue entre Visión científica, Visión empirista,
Visiones mixtas)
*
Criterios atribuidos a la comunidad científica para el cambio de teoría (según
que se piense o no que los enunciados singulares solos no pueden decidir la
falsación de un enunciado universal, se distingue entre Visión científica,
Visión falsacionista ingenua, Visiones mixtas)
*
Tipo de método atribuido a la labor científica (según que se conciba o no la
utilización de metodologías científicas alternativas, dependientes del
problema y del dominio investigado, se distingue entre Visión científica, Visión
rígida, Visiones mixtas)
·
Características atribuidas al conocimiento científico
Esta
dimensión engloba las siguientes tres cuestiones:
*
Transferibilidad atribuida al conocimiento científico (según que se comprenda
o no que los científicos que trabajan inmersos en diferentes campos de la Física
comparten la utilización de algunas leyes, se distingue entre Visión científica,
Visión compartimentalizada, Visiones mixtas)
*
Perfectibilidad atribuida al conocimiento científico (según que se entienda o
no que el conocimiento científico es provisorio, abierto, perfectible, se
distingue entre Visión científica, Visión definitiva, Visiones mixtas)
*
Colectivismo atribuido al conocimiento científico (según que se advierta o no
que la Ciencia es el producto de una compleja actividad social más que la
creencia o la posesión de un individuo, se distingue entre Visión científica,
Visión individualista, Visiones mixtas)
III.3.- Operativización del "perfil epistemológico científico"
*
No realista ingenua
*
No reduccionista
*
No empirista
*
No falsacionista ingenua
*
No rígida
*
No compartimentalizada
*
No definitiva
*
No individualista
IV.-
DISEÑO DE ENCUESTAS PARA EVALUAR PERFIL EPISTEMOLÓGICO
En cada ítem aparecen dos afirmaciones contrarias entre sí (“polos
opuestos”). Por ejemplo:
Las
leyes de la Física: A-
Sólo reflejan aproximadamente cómo es el mundo natural B-
Expresan exactamente cómo es el mundo natural |
El propósito es que el encuestado se incline por una de las dos
afirmaciones. Halloun y Hestenes ofrecen para ello ocho opciones de respuestas:
Siempre de acuerdo con A, nunca con B
Casi siempre de acuerdo con A, casi nunca con B
Más de acuerdo con A que con B
Igualmente de acuerdo con A que con B
Más de acuerdo con B que con A
Casi siempre de acuerdo con B, casi nunca con A
Siempre de acuerdo con B, nunca con A
Ni de acuerdo con A ni con B
Totalmente
de acuerdo con A
Parcialmente
de acuerdo con A
No
tengo opinión sobre esta cuestión
Parcialmente
de acuerdo con B
Totalmente
de acuerdo con B
En lo que sigue presentamos brevemente las ideas
psicológicas centrales que han orientado este trabajo:
·
El
significado psicológico es siempre idiosincrásico. En último extremo, los
significados son siempre una construcción individual, íntima, ya que la
comprensión o asimilación de un material implica una acción del individuo
sobre lo aprendido. La enseñanza debe conciliar el objetivo de introducir al
estudiante al conocimiento científico, con el carácter idiosincrático de los
significados construidos por el alumno (Astolfi y Peterfalvi, 1991).
V.2.- La noción de "comprensión conceptual"
La
idea ausubeliana de “diferenciación progresiva” se toma en el sentido de
poder identificar los aspectos conceptuales específicos de cada ley, lo que
cada una de ellas aporta por sí misma, los contextos o situaciones problemáticas
en que cada ley es más pertinente.
Se toma la idea de Ausubel sobre “reconciliación integradora” para
ver si el alumno ha logrado una integración entre las leyes de Newton. Es
decir, si ha comprendido la articulación de estas leyes entre sí y puede
relacionarlas para explicar un determinado problema.
La
diferenciación entre “operación” y “hábito” señalada por Piaget, se
tuvo en cuenta en este trabajo para controlar si el alumno interpreta las leyes
o las utiliza como algoritmos vacíos de contenido físico. En otras palabras,
si vincula reflexivamente el contenido con la expresión matemática de una ley
física, si correlaciona correctamente los formalismos con sus referentes fácticos.
V.3.- Operativización de la "comprensión conceptual científica"
*
Discriminar correctamente las
leyes de Newton
*
Integrar correctamente las
leyes de Newton
*
Aplicar correctamente las
leyes de Newton.
VI.- Diseño
de cuestionários para evaluar comprensión conceptual
A
fin de limitar la contaminación en las respuestas brindadas por los
estudiantes, se elaboraron dos cuestionarios de características similares. En
el Apéndice III aparece uno de los cuestionarios utilizados.
*
Las situaciones presentadas debían resultar familiares a los alumnos.
*
Los enunciados debían ser de fácil interpretación y de formulación
clara.
*
Las situaciones planteadas debían ser físicamente sencillas pero
conceptualmente relevantes para los propósitos antes mencionados.
*
En
todas las situaciones se pediría una justificación de la respuesta a cada ítem,
de modo tal que los estudiantes tuvieran que verse comprometidos a emitir sus
propios juicios acerca de las elecciones que realizaran o de las respuestas que
emitieran.
*
Los
ítems se plantearían de forma tal que se relacionaran con algunas de las
preconcepciones discordantes con el conocimiento científico que han sido
identificadas por la investigación como las más comunes en los alumnos sobre
el tema.
VII.- Control de confiabilidad y validez de encuestas y cuestionários
Es por ello que:
·
Al momento de diseñar las encuestas y los cuestionarios se realizó una
revisión bibliográfica en la que se analizaron enunciados empleados en otros
trabajos de investigación que versan sobre Mecánica Newtoniana con poblaciones
estudiantiles similares, a fin de considerar su pertinencia a la luz de la
operativización realizada de la hipótesis de trabajo y de contemplar su
posible incorporación (o adaptación) a los instrumentos.
·
Una vez elaboradas unas primeras versiones de los instrumentos, éstas
fueron sometidas al juicio crítico de otros docentes en Física e
investigadores en Enseñanza de la Física (sin interacción con los docentes a
cargo de los grupos seleccionados para el control de la hipótesis), que conocían
los objetivos que se perseguían con su aplicación y actuaron como jueces
externos. Sus aportes permitieron ajustar más la pertinencia y claridad de los
enunciados.
·
Las versiones así surgidas se pusieron a prueba en una experiencia
piloto. Los instrumentos fueron administrados a estudiantes de otro
establecimiento educativo (sin interacción con los grupos seleccionados para el
control de la hipótesis) que presentaban características similares a las de
los grupos seleccionados, en lo que respecta a edad, sexo, nivel de escolarización
y contenidos tratados en clase. Esto permitió un nuevo control de la
pertinencia de los enunciados, así como conocer el tipo de instrucciones que
requerían los alumnos, el tiempo que les insumía la realización de la tarea
solicitada y las dificultades que se presentaban en la interpretación de los ítems.
Con esta información se pudo mejorar la redacción mediante la utilización de
un lenguaje más claro y accesible, así como estimar el número de ítems que
resultaba razonable incorporar.
·
Las
opiniones de estos docentes, investigadores y estudiantes se tuvieron en cuenta
para elaborar las versiones finales de los instrumentos que fueron aplicados a
los grupos de estudiantes.
VIII.- Aplicación de los instrumentos de medición
IX. Presentación de los resultados
·
Grupo
A - Profesor G
01. Se motiva a los estudiantes por medio de la presentación, discusión
y análisis de situaciones físicas cotidianas que pueden explicarse a través
de las leyes de Newton.
02 y 05. Los contenidos se desarrollan más bien en base a inquietudes
de los estudiantes, sin poner énfasis en la índole de las situaciones problemáticas
a la que la ley en cuestión da respuesta.
03. Se proporciona una concepción preliminar sobre la tarea, pero no se
presenta con suficiente claridad el hilo conductor.
04. En algunas clases se incorporan las ideas previas de los alumnos y
se clarifican algunas cuestiones vinculadas a las mismas, pero esta actividad no
se realiza en forma sistemática.
06. Se sigue la secuencia Cinemática - Dinámica. Ambos núcleos temáticos
se vinculan entre sí a nivel del discurso, pero no se incorporan ejemplos.
07. Se sigue el orden siguiente: ley de inercia, ley de masa, ley de
acción y reacción, ley de gravitación universal.
08. La formalización de las leyes aparece acompañada de referentes fácticos,
pero estos referentes no se incorporan de manera sistemática a la discusión.
09. La segunda ley se utiliza para establecer equivalencias entre
unidades. La diferencia entre masa y peso se discute a raíz de dudas de los
estudiantes, en base a ejemplos, sin utilizar la segunda ley.
10. No se identifican los aspectos conceptuales específicos de cada
ley. No se analiza críticamente la idea intuitiva que concibe a la fuerza como
propiedad de los cuerpos. El reposo y el MRU se definen como situaciones de
equilibrio al introducir la ley de inercia, pero no se profundiza su
indiscernibilidad dinámica. No se profundiza el concepto cualitativo de fuerza.
Se mencionan diferentes tipos de fuerzas, pero no se profundiza sobre sus
efectos. No se realizan experiencias pero se proyecta un video con experiencias
sobre las tres leyes.
11. No se propone una definición operativa de fuerza a partir del
concepto de cantidad de movimiento.
12. La ley de gravitación aparece vinculada con las leyes de masa y de
acción/reacción.
13. No se reitera el tratamiento de los contenidos. Tampoco se
profundiza en los diferentes tópicos. Sólo se trabajó sobre algunas
cuestiones en una revisión de temas.
14. No se destina tiempo suficiente a actividades de cierre de los
temas.
15. El docente administró una evaluación al término del tratamiento
de la Mecánica Newtoniana. Algunos ítems de la evaluación fueron: “Explica
qué es lo que nos empuja cuando caminamos”. “A un cuerpo de masa m
se le aplica una fuerza F y éste adquiere una aceleración a. ¿Qué
sucede con a si se duplica m? Representa gráficamente F y a”.
“¿En la cima de una montaña tu peso es mayor o menor? ¿Por qué?”.
16. A lo largo de 11 clases observadas, el docente recurrió 3 veces a
la deducción y/o presentación de ecuaciones, 4 veces a la discusión y/o
presentación de ejercicios tipo, 10 veces a la discusión y/o presentación
cualitativa de situaciones problemáticas, 0 veces a la consulta de material
bibliográfico por parte de los estudiantes, 0 veces al análisis de resultados
de experiencias, 0 veces a la explicitación de las condiciones en que son válidas
las ecuaciones matemáticas utilizadas, 12 veces a la vinculación del contenido
teórico con situaciones de la vida diaria, 19 veces a la construcción por
parte de los alumnos de gráficos y/o diagramas cualitativos para favorecer la
discusión y comprensión de los casos tratados.
01. Se motiva a los estudiantes por medio de la presentación, discusión
y análisis de situaciones físicas cotidianas que pueden explicarse a través
de las leyes de Newton.
02 y 05. Se incorporan algunos elementos de Historia de la Ciencia para
comentar acerca del origen de las leyes, aunque no se profundiza el hecho de que
las leyes son respuestas científicas a situaciones problemáticas.
03. Se proporciona una concepción preliminar sobre la tarea, pero no se
presenta el hilo conductor con suficiente claridad.
04. Continua y sistemáticamente se incorporan a la discusión las ideas
previas de los estudiantes. También se analizan físicamente ejemplos de
situaciones propuestas por los alumnos. Hay un ambiente de interacción
permanente entre el docente y los estudiantes.
06. Se sigue la secuencia Cinemática - Dinámica y ambos núcleos temáticos
aparecen vinculados. El movimiento de los proyectiles se analiza en profundidad
y en ese contexto se introduce la ley de inercia. Las representaciones gráficas
v(t) de MRU y MRUV se relacionan con las fuerzas que actúan en cada caso.
07. Se sigue el orden siguiente: ley de inercia, ley de masa, ley de
acción y reacción, ley de gravitación universal.
08. La formalización de las leyes siempre aparece acompañada de
numerosos referentes fácticos introducidos por el docente y/o por los
estudiantes.
09. La segunda ley se utiliza para establecer equivalencias entre
unidades. No se la utiliza para aclarar la diferencia entre masa y peso; esta
cuestión ya había sido tratada previamente, al hablar sobre el significado de
las unidades “kilogramo masa” y “kilograma fuerza”.
10. No se identifican los aspectos conceptuales específicos de cada
ley. No se analiza críticamente la idea intuitiva que concibe a la fuerza como
propiedad de los cuerpos. El reposo y el MRU se definen como situaciones de
equilibrio al introducir la ley de inercia, pero no se profundiza su
indiscernibilidad dinámica. Se profundiza el concepto cualitativo de fuerza
analizando situaciones con fuerza neta nula y no nula, aludiendo siempre a la
ley de masa. Se mencionan diferentes tipos de fuerzas, pero no se profundiza
sobre sus efectos. No se realizan experiencias pero se imaginan, describen y
analizan experiencias mentales tales como la medición de fuerzas y
aceleraciones para un carro que se desplaza luego de haber sido empujado por un
resorte inicialmente comprimido.
11. No se propone una definición operativa de fuerza a partir del
concepto de cantidad de movimiento.
12. La ley de gravitación aparece vinculada con las leyes de masa y de
acción/reacción.
13. Los conceptos y leyes continuamente se siguen trabajando. El docente
permanentemente establece nexos entre los contenidos de la clase y los de clases
anteriores, reitera ejemplos, retoma cuestiones, profundiza explicaciones sobre
puntos que resultan oscuros para los estudiantes.
14. El docente realizó un cierre sobre las leyes de Newton que insumió
una clase completa. Se establecieron vínculos entre las tres leyes del
movimiento y se presentó un nexo entre cinemática y dinámica mediante el análisis
de una misma situación desde ambos enfoques.
15. El docente administró una evaluación al término del tratamiento
de la Mecánica Newtoniana. Algunos ítems de la evaluación fueron: “Una
persona está en un bote junto a un muelle. Se observa que para iniciar el
movimiento del bote, apoya un remo sobre el muelle. ¿Cuáles son las fuerzas
actuantes? ¿Qué ocurre con las aceleraciones asociadas a esas fuerzas?”
“Explica qué significa la expresión matemática m = F/a”. “¿Qué
entiendes por “masa de un cuerpo”? ¿Cómo se relaciona la masa de un cuerpo
con el peso del mismo?”.
16. A lo largo de 11 clases observadas, el docente recurrió 12 veces a
la deducción y/o presentación de ecuaciones, 1 vez a la discusión y/o
presentación de ejercicios tipo, 2 veces a la discusión y/o presentación
cualitativa de situaciones problemáticas, 4 veces a la consulta de material
bibliográfico por parte de los estudiantes, 1 vez al análisis de resultados de
experiencias, 3 veces a la explicitación de las condiciones en que son válidas
las ecuaciones matemáticas utilizadas, 50 veces a la vinculación del contenido
teórico con situaciones de la vida diaria, 29 veces a la construcción por
parte de los alumnos de gráficos y/o diagramas cualitativos para favorecer la
discusión y comprensión de los casos tratados.
IX.2.- Información obtenida a partir de la aplicación de las encuestas y los cuestionários
Muy
pocos estudiantes (el 1 % de las muestras) aplican correctamente las leyes de
Newton (en el sentido de “aplicación” definido en este trabajo). Los que lo
hacen, también integran y discriminan correctamente dichas leyes. Pero
mientras casi el 25 % discrimina correctamente, no llega al 2 % el
porcentaje de los que integran correctamente. Cabe destacar también que los
perfiles epistemológicos del pequeño grupo de los alumnos que
discriminan/integran/aplican correctamente son muy diferentes entre sí.
TABLA
I (puntajes absolutos obtenidos para ambos grupos de estudiantes)
GRUPO A |
C. C. |
P. E. |
GRUPO B |
C. C. |
P. E. |
|
1-A |
2 |
2 |
1-B |
4 |
2 |
|
2-A |
4 |
2 |
2-B |
3 |
1 |
|
3-A |
1 |
2 |
3-B |
3 |
3 |
|
4-A |
4 |
8 |
4-B |
8 |
7 |
|
5-A |
4 |
4 |
5-B |
8 |
2 |
|
6-A |
1 |
-5 |
6-B |
7 |
-2 |
|
7-A |
4 |
-2 |
7-B |
6 |
2 |
|
8-A |
2 |
3 |
8-B |
4 |
-6 |
|
9-A |
3 |
1 |
9-B |
5 |
5 |
|
10-A |
7 |
-13 |
10-B |
4 |
7 |
|
11-A |
6 |
-2 |
11-B |
4 |
5 |
|
12-A |
4 |
-5 |
12-B |
6 |
10 |
|
13-A |
0 |
-4 |
13-B |
1 |
6 |
|
14-A |
5 |
8 |
14-B |
4 |
-4 |
|
15-A |
3 |
-7 |
15-B |
4 |
-9 |
|
16-A |
2 |
4 |
16-B |
2 |
-11 |
|
17-A |
4 |
-2 |
17-B |
4 |
3 |
|
18-A |
2 |
2 |
18-B |
9 |
10 |
|
19-A |
4 |
-3 |
19-B |
3 |
4 |
|
20-A |
7 |
-2 |
|
|
|
|
21-A |
3 |
-2 |
|
|
|
|
22-A |
1 |
-5 |
|
|
|
|
23-A |
3 |
1 |
|
|
|
|
24-A |
1 |
-7 |
|
|
|
·
La conveniencia de
incorporar múltiples dimensiones en la caracterización empírica de las
“epistemologías de los estudiantes” , a fin de favorecer la construcción
de “mapeos epistemológicos” más certeros. En otras palabras, no limitar
los análisis a los aspectos más tradicionalmente abordados (típicamente
visiones realistas ingenuas, empiristas y falsacionistas ingenuas), sino ampliar
el número y estudiar las interacciones mutuas de más dimensiones
significativas.
·
La inconveniencia de
persistir en el empleo de categorías excesivamente simplistas o reduccionistas
en la caracterización teórica de las “epistemologías de los estudiantes”,
que dificultan la elaboración de marcos interpretativos más pertinentes y por
lo tanto más eficientes para orientar criterios educativos superadores. Tales
tipos fueron útiles en su momento, pero no parecen ajustarse a visiones como
las detectadas en este estudio, más complejas y dinámicas, que conjugan
visiones adecuadas e inadecuadas de la Ciencia y requieren de categorías de análisis
más ricas.
La
limitación para correlacionar expresiones simbólicas y referentes fácticos
(esto es: reconocer el conjunto de hechos a los cuales es aplicable una expresión
simbólica, que expresa una ley científica) está vinculada a una dificultad
que comentamos en un párrafo posterior pero que mencionamos aquí: la
dificultad de los estudiantes de formar un
modelo de trabajo en sus mentes para visualizar la aplicación de varias
leyes en un mismo problema (integración de leyes). Entonces los estudiantes
consideran que sólo se aplican algunas de ellas y no todas las que conforman el
“paquete” newtoniano. Hay muchos estudiantes que consideran que se aplica la
Ley de Inercia en un problema determinado y no las otras leyes. Consideran que
el “tipo de problema” determina la aplicación de una ley y no de otras,
posiblemente lo anterior vinculado al tipo de enunciado, que les permite asociar
el problema a una ley y no a las otras, además de la dificultad ya mencionada
de formar modelos de trabajo. Por ejemplo, cuando se afirma: (problema 6 del
cuestionario que se adjunta): “La Luna está girando alrededor de la Tierra”
y se pregunta a los estudiantes: ¿Se aplica aquí la primera ley de Newton?,
responden que sí (discriminan que esa ley es aplicable) y al preguntar por la
aplicación de las demás leyes, algunos contestan que no. Entonces en este caso
se da discriminación de una ley pero no integración. Es posible que en la
mente del estudiante las leyes aparezcan como conjuntos de informaciones
inconexas entre sí y no formando parte de una teoría consistente como lo es la
Mecánica de Newton. El modelo de trabajo del estudiante resulta incompleto.
Referencias
·
Astolfi
J. P., Peterfalvi B., 1991, Obstacles et construction de situations didactiques
en Sciences Experimentales, Aster. Modèles
Pedagogiques 1, Nº 16, pp. 105-141
·
Ausubel
D., Novak J. D., Hanesian H., 1991, Psicología
Educativa: un punto de vista cognoscitivo (Ed. Trillas, México)
·
Bachelard
G., 1973, Epistemología
(Ed. Anagrama, Barcelona)
·
Blanché
R., 1972, El método experimental y la
filosofía de la física (Fondo de Cultura Económica, México)
·
Bunge
M., 1985, La investigación científica
(Ed. Ariel, Barcelona)
·
Carrascosa
J., Gil D., 1985, La metodología de la superficialitat i l'aprenentatge de les
ciencies, Enseñanza de las Ciencias,
3(2), pp. 113-120.
·
Chalmers
A., 1987, ¿Qué es esa cosa llamada
Ciencia? (Siglo XXI Ed., Madrid)
·
Chalmers
A., 1992, La Ciencia y cómo se elabora
(Siglo XXI Ed., Madrid)
·
Coll
C., 1996, Aprendizaje escolar y construcción
del conocimiento (Ed. Paidós, Buenos Aires)
·
Cudmani
L. de, Salinas J., 1991, Modelo físico y realidad. Importancia epistemológica
de su adecuación cuantitativa. Implicancias para el aprendizaje, Caderno
Catarinense de Ensino de Física, 8(3), pp. 181-192
·
Driver R. , Guesne E. y Tiberghien A., 1986, Ideas
científicas en la infancia y en la adolescencia, (Ed. Morata ,
Madrid)
·
Evans M., Schibeci R., 1991, Assessing some
student views about science, The
Australian Science Teachers Journal, 37(4), pp. 69-71.
·
Ferrater
Mora J., 1997, Diccionario de Filosofía
Abreviado (Ed. Sudamericana, Buenos Aires)
·
Gil
D., 1993, Contribución de la historia y filosofía de las ciencias al
desarrollo de un modelo de enseñanza-aprendizaje como investigación, Enseñanza de las Ciencias, 11(2), pp. 197-212
·
Gil D., Carrascosa J., 1985,
Science learning as a conceptual and methodological change, European
Journal of Science Education, 7(3), pp. 231-236
·
Gil
Pérez D., Carrascosa J., Furió C., Martínez Torregrosa J., 1991, La Enseñanza de las Ciencias en la Educación Secundaria
(ICE-HORSORI, Universidad de Barcelona, Barcelona)
·
Guridi
V., 1999, ¿Puede vincularse la comprensión conceptual en Física con el perfil
epistemológico de un estudiante?, Tesis
de Maestría en Epistemología y Metodología de la Ciencia, Universidad
Nacional de Mar del Plata (Argentina)
·
Halloun I., Hestenes D., 1998, Interpreting VASS
Dimensions and Profiles, Science &
Education, 7 (5), pp.
·
Hestenes D., Wells M., 1992, A mechanics
baseline test, The Physics Teacher,
30, pp. 159-166
·
Hodson D., 1985, Phylosophy of science, science
and science education, Studies in Science
Education, 12, pp. 25-57
·
Hurtado
Ure M., Müller G., Sebastiá J. M., d’Alessandro Martínez A., 1994,
Concepciones intuitivas de los estudiantes sobre el principio de acción y
reacción, Revista Brasileira de Ensino de
Física, 16 (1 a 4), pp. 120-128
·
Moreira
M. A., 1994, Cambio conceptual: crítica a modelos actuales y una propuesta a la
luz de la teoría del aprendizaje significativo, Conferencia
desarrollada en SIEF II, Buenos
Aires, Argentina
·
Moreira,
M. A., 1999, Modelos mentales. Texto de apoyo nº 8. Material de lectura de
la I Escuela de Verano sobre Investigación e Enseñanza de las Ciencias
(Programa Internacional de Doctorado en Enseñanza de las Ciencias, Universidad
de Burgos, España - Universidad Federal de Rio Grande do Sul, Brasil).
·
Mortimer E. F., 1996,
Conceptual change or conceptual profile change? Science & Education, 4(3),
pp. 267-285
·
Nunnally
J. M., 1970, Introducción a la medición
psicológica (Ed. Paidós, Buenos Aires)
·
Piaget
J., 1972, Psicología y Epistemología
(Emecé De., Buenos Aires)
·
Pozo
J. I., 1987, “Y sin embargo, se puede enseñar ciencia”, Infancia
y Aprendizaje, 38, pp. 109-113
·
Pozo
J. I., 1989, Teorías cognitivas del
aprendizaje (Ed. Morata, Madrid)
·
Salinas
J., 1991, La unidad de método y contenido en la construcción histórica y en
el aprendizaje de la física, Partes I y II,
Memorias de REF VII, Mendoza,
Argentina, pp. 181-194
·
Salinas
J., 1999, ¿Enseñamos la física como una ciencia de la naturaleza?, Memorias
de REF XI, Mendoza, Argentina, pp. 358-365
·
Salinas
J., Gil D., Cudmani L. de, 1995, La elaboración de estrategias educativas
acordes con un modo científico de tratar las cuestiones, Memorias de REF IX, Salta, Argentina, pp. 336-348.
·
Siegel S., 1970, Diseño
experimental no paramétrico” (Ed. Trillas, México)
·
Strike K., Posner G. J., 1991, Philosophy
of Science, Cognitive Science and Educational Theory and Practice (Sunny
Press, New York)
·
Tsai Ching-Chung, 1998, An Analysis of
Scientific Epistemological Beliefs and Learning Orientations of Taiwanese Eighth
Graders, Science Education, 82 (4),
pp. 473-489
·
Villani A., 1992, Conceptual Change in Science
Education and Science Education, Science
Education, 76 (2), pp. 223-237
·
Vygotski L., 1989, El desarrollo
de los procesos psicológicos superiores (Ed. Crítica Grijalbo, Barcelona)
·
Yerrick, R. K., Pedersen, J. E. and Arnason, J.
(1998) "We're Just Spectarors": A Case Study of Science Teaching,
Epistemology, and Classroom Management. Science
Education, 82 (6), pp. 619 - 648.
Protocolo para las observaciones de clases
ITEM |
FORMULACIÓN
DEL ÍTEM |
01 |
¿Se
dedica un tiempo a sensibilizar a los estudiantes hacia el tema (motivación)? |
02 |
¿Se
organiza el desarrollo de los contenidos como la búsqueda de respuestas
científicas a una situación problemática? |
03 |
¿Se
proporciona a los estudiantes una amplia concepción preliminar sobre la
tarea a realizar, que les sirva de hilo conductor? |
04 |
¿Se
favorece la explicitación y se valoran e incorporan a la discusión, las
ideas previas de los estudiantes sobre el tema? |
05 |
¿Se
incorporan elementos de la historia de la Ciencia en el tratamiento de los
temas? |
06 |
¿Cómo
se vincula la Cinemática con la Dinámica? |
07 |
¿Cuál
de las leyes introduce primero el docente? |
08 |
La
formalización de leyes, ¿aparece con referentes fácticos o sin ellos? |
09 |
¿Se
introduce la segunda ley para introducir unidades, equivalencias entre
unidades y/o para aclarar la diferencia entre fuerza y masa? |
10 |
¿Se
vincula las leyes de movimiento entre sí? Si se vinculan, ¿se
proponen actividades específicamente destinadas a: -
identificar los aspectos conceptuales específicos de cada ley, lo que
cada una de ellas aporta por sí misma y en relación con las otras a la
comprensión del comportamiento de cuerpos en movimiento? -
analizar críticamente la idea intuitiva que concibe a la fuerza como
propiedad de los cuerpos? -
concebir el reposo y el MRU como totalmente indiscernibles desde el punto
de vista dinámico? -
profundizar el concepto cualitativo de fuerza (primer y tercer principio)? -
considerar diferentes tipos de fuerzas y los modos en que se manifiestan
sus efectos? -
proponer situaciones experimentales sencillas que permitan controlar la
adecuación y la validez de las tres leyes? |
11 |
¿Se
incorpora al desarrollo el concepto de cantidad de movimiento? ¿Se
propone una definición operativa de fuerza a partir del concepto de
cantidad de movimiento? |
12 |
La
ley de Gravitación: ¿se presenta a los estudiantes? Si
es así, ¿se presenta vinculada con las otras leyes del movimiento? ¿Con
cuáles? |
13 |
¿Los
conceptos se manejan reiteradamente, en distintas situaciones, para
controlar su validez y afianzarlos? |
14 |
¿Se
dedica un tiempo a actividades de cierre de los temas (síntesis,
esquemas, diagramas conceptuales)? |
15 |
¿Se
evalúa la comprensión integradora alcanzada por los estudiantes, solicitándoles
juicios críticos, razonados y fundados sobre situaciones problemáticas
cualitativas, físicamente sencillas pero conceptualmente relevantes? |
16 |
Respecto
del tipo de actividades que predomina: A lo largo de
............clases observadas, el docente recurrió: ..............veces
a la deducción y/o presentación de ecuaciones ..............veces
a la discusión y/o presentación de ejercicios tipo ..............veces
a la discusión y/o presentación cualitativa de situaciones problemáticas ..............veces
a la consulta del material bibliográfico por parte de los estudiantes ..............veces
al análisis de resultados de experiencias ..............veces
a la explicitación de las
condiciones en que son válidas las expresiones matemáticas utilizadas ..............veces
a la presentación por parte de los estudiantes de los resultados de sus
elaboraciones ..............veces
a la vinculación del contenido teórico con situaciones de la vida diaria ..............veces
a la construcción por parte de los alumnos de gráficos y/o diagramas
cualitativos para favorecer la discusión y comprensión de los casos
tratados |
APÉNDICE II:
Enunciado de una Encuesta
(en
la versión presentada a los estudiantes, en cada apartado
aparecían
las cinco opciones de respuesta y el espacio para la justificación)
Nombre y apellido:
............................................................................................................
ACLARACIONES
PREVIAS:
Esto
no es una evaluación. Estamos desarrollando en la Universidad un programa de
investigación con la intención de mejorar el aprendizaje de la Física. Te
pedimos que colabores y contestes esta encuesta con honestidad, que reflejes tu
forma de pensar.
¿CÓMO
CONTESTAR LA ENCUESTA?
En cada ítem vas a
encontrar dos afirmaciones y cinco opciones de respuesta. Marca con una X la
opción que compartas y justifica tu elección.
Totalmente
de acuerdo con A
Parcialmente
de acuerdo con A
No
tengo opinión sobre esta cuestión
Parcialmente
de acuerdo con B
Totalmente
de acuerdo con B
Justificación:
.......................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
(adaptados
de Halloun y Hestenes 1998)
1-
La Física consiste en:
A-
Información verdadera acerca del mundo natural
B-
Interpretaciones que los científicos tienen acerca del mundo natural
2-
Las leyes de la Física:
A-
Son inventadas por los científicos para organizar su conocimiento acerca del
mundo natural
B-
Están en las cosas y son independientes de cómo piensan los seres humanos
3-
Los físicos dicen que existen los protones y los electrones en el átomo
porque:
A-
Han visto esas partículas con algunos instrumentos
B-
Han realizado observaciones cuidadosas que pueden interpretarse suponiendo que
existen esas partículas (aunque no las vean)
4-
En la elaboración de una ley física:
A-
Se puede prescindir de la experimentación
B-
No se puede prescindir de la experimentación
5- Los científicos que investigan sobre temas
diferentes: (por ejemplo, mecánica y electricidad)
A-
Comparten la utilización de algunas leyes físicas
B-
Utilizan leyes físicas completamente diferentes
6-
Las leyes de la Física:
A-
Sólo reflejan aproximadamente cómo es el mundo natural
B-
Expresan exactamente cómo es el mundo natural
7-
Las ideas que los científicos poseen acerca de las partículas que componen el
átomo:
A-
Se mantendrán en el futuro
B-
Pueden ser reemplazadas en un futuro por otras ideas diferentes
8-
Los descubrimientos científicos acerca del mundo natural:
A-
Surgen del comportamiento de los fenómenos
B-
Se basan en conocimientos científicos previos
9-
Cuando los científicos se enfrentan con un problema:
A-
Toman en cuenta sólo algunos aspectos del fenómeno que les parecen importantes
y realizan sólo algunas mediciones que les parecen adecuadas
B-
Toman en cuenta todos los aspectos del fenómeno y realizan todas las mediciones
que son posibles
10-
Cuando se realiza un experimento en Física, y sus resultados no están de
acuerdo con una ley física:
B-
La ley se descarta
11-
Cuando los científicos investigan:
A-
Emplean el Método Científico, que es independiente del problema en estudio
B-
Pueden utilizar metodologías nuevas, que no hayan sido usadas antes
12-
En Física, las investigaciones:
A-
Comienzan con la identificación de un problema.
B-
Comienzan con la observación cuidadosa de los fenómenos.
13-
Los físicos observan los fenómenos:
A-
Sin tener ideas previas sobre los mismos
B-
Influenciados por sus ideas previas sobre los mismos
14-
Las leyes de Newton:
A-
Sólo valen para resolver problemas de Mecánica
B-
Valen también cuando se estudian otros fenómenos (por ejemplo, eléctricos,
magnéticos)
15-
Las leyes más importantes de la Física se elaboran:
A-
Sólo gracias a los aportes de unos pocos científicos geniales
B-
Como resultado de los aportes de muchos científicos.
APÉNDICE III:
Enunciado
de un Cuestionario
Nombre y apellido:
..............................................................................................................
PRESENTACIÓN: Te pedimos nuevamente tu colaboración. Necesitamos que nos
contestes a las siguientes cuestiones, como parte del programa de investigación
que estamos desarrollando en la Universidad. Recuerda que este cuestionario no
es una evaluación. Necesitamos que contestes con honestidad.
1-
Dos carros se mueven uno hacia el otro como indica la figura y chocan
frontalmente.
Considera el instante en
que los carros chocan.
Llamemos F1 a la
fuerza que ejerce el carro 1 sobre el carro 2 en
ese instante.
Llamemos F2 a la
fuerza que ejerce el carro 2 sobre el carro 1 en
ese instante.
a) Marca con una cruz la
opción que compartas:
F1 es mayor que F2
F1 es igual que F2
F1 es menor que F2
b) Justifica tu elección a
partir de las leyes de Newton.
...................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
2- (adaptado de Hestenes y
Wells, 1992)
La bola 2 tiene una masa 4 veces mayor que la bola 1. Las bolas parten del reposo y son empujadas por fuerzas iguales.
Considera la línea de
llegada marcada en la figura.
a) Marca con una cruz la
opción que compartas:
La bola 1 llegará con una
velocidad mayor que la bola 2
Las bolas 1 y 2 llegarán
con la misma velocidad
La bola 1 llegará con una
velocidad menor que la bola 2
b) Justifica tu respuesta a
partir de las leyes de Newton.
...................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
3-
(adaptado de Hurtado Ure et al., 1994)
Una pelota se deja caer
desde un helicóptero. Se desprecia el rozamiento con el aire.
Considera el sistema pelota
– Tierra.
a) ¿Cuál de los dos
objetos adquiere mayor aceleración? ¿Por qué?
.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
b) ¿La Tierra se mueve
hacia la pelota? ¿Por qué?
....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
4-
Juan y María están en una pista de patinaje sobre hielo. Juan está sentado
esperando su turno, mientras María patina con velocidad
constante.
a) ¿Está Juan en
equilibrio? ¿Por qué?
.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
b) ¿Está María en
equilibrio? ¿Por qué?
.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
5-
(adaptado de Driver et al., 1986)
Se lanza una piedra al aire, hacia arriba. Considera despreciable el roce con el aire. La piedra sale de la mano del sujeto, pasa por el punto A, llega hasta el punto B y cae nuevamente a través del punto A.
Se pide a varios alumnos
que dibujen las fuerzas que actúan sobre la piedra al
subir cuando pasa por el punto A. Se
obtienen las siguientes respuestas:
a) Marca con una cruz la
opción que compartes:
Juan tiene razón
Luis tiene razón
Pedro tiene razón
Marcos tiene razón
Augusto tiene razón
Ninguno tiene razón
b) Justifica tu respuesta a
partir de las leyes de Newton.
............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
6-
La Luna está girando alrededor de la Tierra.
a) ¿Se aplica aquí la
primera ley de Newton? Explica.
..............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
........................................................................................................................................
b) ¿Se aplica aquí la
segunda ley de Newton? Explica.
.................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
....................................................................................................
c) ¿Se aplica aquí la
tercera ley de Newton? Explica.
................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
.......................................................................................................
d) ¿Se aplica aquí la ley
de Gravitación Universal? Explica.
...................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
|
Reduccionismo |
Empirismo |
Falsacionismo |
Método |
Transferibilidad |
Perfectibilidad |
Colectividad |
|||||||||||||||
NC |
Red |
CIE |
Emp |
Amb |
CIE |
Fals |
Amb |
CIE |
Uni |
Amb |
CIE |
C.E. |
Amb |
CIE |
Def |
Amb |
CIE |
Ind |
Amb |
CIE |
||
Realismo |
RI |
3 |
15 |
1 |
10 |
11 |
2 |
10 |
7 |
6 |
4 |
6 |
13 |
3 |
10 |
10 |
9 |
0 |
14 |
4 |
4 |
14 |
Amb |
0 |
8 |
1 |
6 |
4 |
1 |
4 |
5 |
1 |
0 |
6 |
5 |
1 |
6 |
4 |
0 |
4 |
7 |
2 |
2 |
7 |
|
CIE |
3 |
3 |
0 |
2 |
3 |
2 |
5 |
0 |
4 |
1 |
1 |
5 |
0 |
1 |
8 |
2 |
1 |
6 |
2 |
1 |
6 |
|
Reducc |
NC |
|
|
|
1 |
4 |
1 |
4 |
1 |
1 |
0 |
1 |
5 |
1 |
1 |
4 |
3 |
0 |
3 |
2 |
0 |
4 |
Red |
|
|
|
14 |
11 |
1 |
11 |
8 |
7 |
3 |
9 |
14 |
2 |
12 |
12 |
6 |
4 |
16 |
6 |
4 |
16 |
|
CIE |
|
|
|
0 |
2 |
0 |
2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
2 |
0 |
1 |
1 |
|
Empiris mo |
Emp |
|
|
|
|
|
|
10 |
7 |
3 |
3 |
6 |
10 |
1 |
10 |
9 |
3 |
2 |
15 |
6 |
3 |
11 |
Amb |
|
|
|
|
|
|
8 |
3 |
7 |
2 |
6 |
10 |
2 |
6 |
10 |
6 |
2 |
10 |
4 |
3 |
11 |
|
CIE |
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
0 |
4 |
|
Falsac. |
Fals |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
7 |
11 |
2 |
6 |
12 |
4 |
2 |
14 |
3 |
4 |
13 |
Amb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
7 |
2 |
6 |
4 |
3 |
2 |
7 |
3 |
2 |
7 |
|
CIE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
5 |
0 |
5 |
6 |
4 |
1 |
6 |
5 |
0 |
6 |
|
Método |
Uni |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
4 |
0 |
2 |
2 |
0 |
4 |
Amb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
6 |
1 |
4 |
8 |
4 |
3 |
6 |
|
CIE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
11 |
11 |
6 |
1 |
16 |
4 |
3 |
16 |
|
Transferibilidadd |
C.E. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
Amb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
11 |
3 |
1 |
13 |
|
CIE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
2 |
14 |
6 |
4 |
12 |
|
Perfectibilidad |
Def |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0 |
7 |
Amb |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
2 |
|
CIE |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
5 |
17 |