Las imágenes de digestión y excreción en los textos de primaria

INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 165 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2), 165-178 LAS IMÁGENES DE DIGESTIÓN Y EXCRECIÓN EN LOS TEXTOS DE PRIMARIA* PÉREZ DE EULATE, LOURDES, LLORENTE, ENRIQUE y ANDRIEU, AMAYA Escuela Universitaria de Formación del Profesorado de Álava. Juan Ibáñez de Santo Domingo, 1. 01006 Vitoria-Gasteiz. SUMMARY In this study we compare seven textbooks of Natural Science in four levels of elementary school. We make an analysis of digestion and excretion illustrations (pictures and labels). There is evidence that pictures have problems which can bias the understanding of those topics. Some implications for using pictures in school science have also been shown. INTRODUCCIÓN Uno de los rasgos más destacados en los libros de texto de educación primaria es la gran cantidad de imágenes en color presentes en casi todas sus páginas, pero esta abundancia se contradice con la escasa atención que se les dedica en el aula. En general, se atribuye a las imágenes vagas funciones motivadoras y, cuando se usan para presentar contenidos, se sigue considerando el texto escrito como el principal vehículo de transmisión conceptual, mientras la imagen se valora como un mero acompañante. Sin embargo, las imágenes son imprescindibles para transmitir información sobre una realidad cuya apariencia visual puede resultar inaccesible o confusa para el profano si la observa directamente. Cuando queremos comprender una realidad desconocida y visualmente «densa», debemos discriminar partes de la información e identificar la que es relevante. Todo ello exige poner en juego determinadas destrezas de observación. Si no se poseen dichas destrezas, las imágenes pueden llegar a sustituir visualmente, mediante el uso de ciertas estrategias gráficas, la clase de destreza mental necesaria para aprender un determinado contenido y que el sujeto debería poseer y ser capaz de aplicar a una tarea dada (Salomon, 1979). Por su parte, la imagen exige a su vez una correcta interpretación, influida por sus propias características visuales, para la cual también se requieren determinadas destrezas. No debemos olvidar que, cuando los estudiantes se enfrentan a la información suministrada por las ilustraciones del libro de texto, lo hacen desde su propia experiencia. A nuestro entender, es necesario que el profesorado tome conciencia del papel de las imágenes en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Por ello, con esta investigación se pretende proporcionar al profesorado información sobre algunos de los problemas de las imágenes de digestión y excreción y contribuir a la comprensión del papel de las imágenes en la enseñanza-aprendizaje de estos conceptos biológicos en primaria. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 166 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2) FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Algunas investigaciones anteriores Los antecedentes que hemos podido hallar sobre investigaciones de las imágenes en ciencias experimentales tratan temas como: las destrezas espaciales necesarias para la comprensión de rotaciones sobre los tres ejes cartesianos (Seddon y Moore, 1986), el efecto de diferentes grados de integración de imágenes y texto escrito en la comprensión de textos científicos que explican relaciones causales (Mayer et al., 1995), las relaciones entre imágenes y actividades en el aprendizaje escolar de las ciencias (Barlex y Carré, 1985; Mottet, 1996), los problemas sobre la visualización de imágenes tridimensionales en química (Tuckey y Mailoo, 1993) y la relación entre las imágenes de los libros de texto y las ideas del alumnado sobre los átomos (García Rodríguez, 1990). Dentro de la relativa escasez de aportaciones en torno al uso de imágenes en la enseñanza-aprendizaje de la biología, podemos citar: la revisión de Reid (1990a y 1990b) y los estudios sobre comprensión de los dibujos en sección (Constable, Campbell y Brown, 1988; Macnab y Johnstone, 1990), los problemas involucrados en la comprensión de imágenes tridimensionales (RussellGebbett, 1985), las habilidades de abstracción de información relevante de imágenes sobre un fondo denso (Macnab, et al., 1991), los problemas ligados a las destrezas de observación e interpretación de imágenes en microscopia óptica (Díaz de Bustamante y Jiménez Aleixandre, 1996), la interacción entre ilustraciones y diferentes capacidades de aprendizaje científico en el alumnado (Reid y Beveridge, 1986 y 1990), la utilización de esquemas gráficos en la enseñanza-aprendizaje de la fecundación (Gouanelle y Schneeberger, 1996), la eficacia de las imágenes en la divulgación de las teorías inmunológicas (Jacobi, 1990) y las diversas investigaciones que, de alguna forma, relacionan las imágenes con determinados errores conceptuales (Cho,1985; Rumelhard, 1986; Roncin, 1987; Blyston,1987b; Sauvageot-Skibine,1991; Clément,1991; Odom,1993). Como muestran muchas de estas investigaciones, el estudio de los problemas en el aprendizaje a partir de imágenes debe abordarse desde un complejo modelo multidimensional e interactivo entre las imágenes, el texto escrito, el alumnado, las tareas y el contexto en el que se realicen. De todas las dimensiones presentes en dicho modelo, en nuestro trabajo hemos destacado aquéllas que se refieren, por una parte, a las variables del estímulo: algunas cualidades de la imagen y el texto escrito y sus interrelaciones; por otra, a las variables personales, entre las que destacamos las concepciones del alumnado sobre los temas objeto de estudio. Los conceptos de digestión y excreción Delimitamos los conceptos de digestión y excreción a los conocimientos de la anatomía macroscópica y de la fisiología humana de estos aparatos. Aunque la digestión en sentido estricto es la transformación de los alimentos en sustancias asimilables, también incluimos el concepto de asimilación o absorción, es decir, el paso de sustancias asimilables a través de la pared intestinal. Por otra parte, a pesar de que la eliminación de desechos metabólicos requiere más vías de excreción que el aparato excretor renal (también denominado aparato urinario), entendemos que este aparato es el más importante en la función excretora, por lo que nos referiremos tanto a su estructura como al proceso de formación de orina. Características de las imágenes Las imágenes de los libros de texto poseen distintas características y pueden transmitir diferentes tipos de información y realizar diversas funciones. En nuestro caso, nos centraremos en las imágenes que consideramos que cumplen funciones cognitivas (Levie y Lentz, 1982; Reid, 1990a), es decir, aquellas imágenes que pretenden facilitar el aprendizaje de datos y conceptos mejorando la retención y la comprensión de los mismos. En esta investigación hemos tenido en cuenta las siguientes características: – El grado de iconicidad (Moles, 1972), es decir, el grado de semejanza visual entre la imagen y el objeto que representa. – La ubicación espacial de los objetos identificada a partir de las tres dimensiones. Cuando se superponen varios objetos, surgen problemas para discriminarlos (Arnheim, 1979). – La orientación de las formas en el espacio cobra importancia cuando miramos la imagen de un objeto poco conocido que estamos acostumbrados a ver con una determinada orientación. – El color puede emplearse para representar el objeto de modo más o menos realista (aspecto vinculado, por tanto, al grado de iconicidad), para discriminar las distintas partes de una imagen o para subrayar visualmente la información relevante con objeto de captar y dirigir la atención del alumnado. – Los detalles ampliados permiten mostrar simultáneamente el detalle de una parte del objeto considerada importante y el contexto en el que se encuentra dicha parte. – Las secciones gráficas nos permiten observar de modo simultáneo el interior y el exterior del objeto representado, aportando así información que de otro modo quedaría oculta. – La secuencia de imágenes sirve para ordenar de forma sucesiva la información visual sobre procesos. – Los grafismos son útiles para mostrar informaciones que no pueden presentarse directamente mediante imágenes. Es el caso de las flechas usadas para indicar la INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2) 167 dirección de procesos o de las líneas cinéticas que, importadas del cómic, representan el movimiento de los objetos. Imágenes, rótulos y texto Aunque en nuestro estudio prestemos mucha menor atención al texto escrito, hemos tenido en cuenta las relaciones entre éste y las imágenes. En las interacciones entre texto e imagen hay que preguntarse por la importancia que adquiere cada factor en la presentación de información. Pueden darse tres situaciones: que el texto sea el vehículo principal de la información, que lo sea la imagen, o bien que se dé una complementariedad más equilibrada entre texto e imagen. Respecto a la relación entre texto e imagen en la página, la combinación más utilizada en los libros de texto consiste en poner las imágenes en relación directa con el contenido del texto escrito, siendo citadas en él y dependiendo de éste para su comprensión, con lo que la imagen cumple el papel de mera ilustración siendo el texto escrito el que aporta el contenido total de la información. En el otro extremo de la relación verboicónica, podemos descubrir imágenes que contienen mayor cantidad de información, y también distinta, que la transmitida a través del texto escrito. Ambos tipos de articulación verboicónica están determinados por dos problemas relacionados con la información que transmiten: el primero es que, en ocasiones, las imágenes representan algunos elementos ya tratados en el texto escrito y, el segundo, es que pueden proporcionar información adicional no presente en el texto. Uno de los valores fundamentales de la imagen que acompaña al texto escrito estriba en su capacidad para transmitir una información que sería más difícil de entender si fuera explicada de otro modo e incluso que no puede presentarse de ninguna otra forma. Por otra parte, no podemos olvidar que la interacción entre el texto explicativo y las imágenes no sólo depende de su proximidad en la página sino que también se produce por la presencia de anotaciones verbales (rótulos). Las investigaciones indican que los efectos positivos de la integración texto-imagen en la comprensión de conceptos científicos dependen, más que de la proximidad espacial entre dichos factores, de la incorporación de anotaciones en las ilustraciones (Mayer et al., 1995). Los rótulos constituyen un nexo fundamental, ya que participan del contenido presentado por el texto –por ser de naturaleza verbal– pero, al mismo tiempo, pertenecen al ámbito de la imagen por encontrarse dentro del espacio de la ilustración. Pueden servir, por ejemplo, para seleccionar información relevante presente en el texto o en la imagen, para poner de manifiesto la relación causaefecto en la información sobre un proceso o para establecer relaciones entre distintas partes de una imagen. Para medir la cantidad de información verboicónica nos hemos basado en estudios lexicométricos relativos al vocabulario de la biología (Alcoba et al., 1993), que parten de considerar el vocabulario como elemento fundamental de cualquier metodología de enseñanza. Así, se han analizado el contenido conceptual de los textos escritos, los rótulos y las imágenes, y se han registrado los verbos (vocabulario biológico que representa los movimientos y las actividades, relacionado con la fisiología) y los sustantivos (componentes estáticos del campo conceptual que representan los sujetos y objetos de las actividades, propios de la anatomía) de carácter científico. Esta técnica cuantitativa nos permite dar respuesta a preguntas como: ¿qué conceptos científicos son compartidos por el texto, los rótulos y las imágenes?; ¿existe alguna diferencia en el tratamiento de la anatomía (parte estática) y la fisiología (dinámica)?; ¿cuál es la situación en los diferentes niveles de primaria? Concepciones del alumnado e imágenes de los libros de texto Ciertos estudios han mostrado que los libros de texto pueden ser transmisores de errores en ciencias experimentales y algunas veces han resaltado el papel de las imágenes en este proceso. En biología podemos citar los siguientes casos: las ilustraciones de células y su influencia en una concepción plana de las mismas por parte del alumnado (Manuel y Grau, 1996); los diagramas que representan la microestructura del músculo esquelético pueden llevar a una incorrecta comprensión de los mecanismos fisiológicos (Blystone, 1987b); las representaciones de la meiosis pueden ser el origen de errores en conceptos básicos de genética (Cho,1985); las imágenes de genes como «collar de perlas» inducen a una idea de separación e independencia en el trabajo de los genes (Rumelhard, 1986); los esquemas tradicionales del corazón y de la circulación humana provocan ideas falsas sobre la naturaleza de la sangre venosa y arterial (Roncin, 1987; Yus Ramos, 1996). En lo referente a los conceptos de digestión y excreción, las investigaciones apuntan a que las imágenes de los libros de texto pueden fortalecer ideas ya existentes que tienen otro origen. Sauvageot-Skibine (1991) subraya que las imágenes de tijeras como representación de la acción de las enzimas refuerzan la concepción mecanicista de la digestión. Clement (1991) concluye que la concepción del alumnado sobre un tubo continuo digestión-excreción viene de un aprendizaje por transferencia analógica, que no es cuestionado por las imágenes anatómicas de los libros de texto. Asimismo, se han detectado ausencias significativas como las imágenes del hígado y del páncreas (Banet y Núñez, 1988) y otras que pongan de manifiesto las conexiones de los procesos que intervienen en la nutrición humana (Pérez de Eulate, 1992, 1995; Núñez y Banet, 1996). En resumen, las imágenes de los libros de texto pueden ser fuente de errores instruccionales o reforzar ideas alternativas en lugar de ayudar a reestructurarlas o cambiarlas. Sin duda, toda estrategia que pretenda superar las dificultades y obstáculos en la construcción del INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 168 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2) conocimiento escolar tendría que actuar sobre y con las imágenes. PROBLEMAS Y METODOLOGÍA Problemas de la investigación En el presente trabajo se plantean los siguientes problemas: 1) ¿Qué características tienen las imágenes de algunos libros de texto de primaria en el apartado dedicado a la estructuración de los conceptos de digestión y excreción? 2) ¿Qué relación existe entre las imágenes y el texto escrito respecto a los conceptos científicos? 3) ¿Qué problemas científicos se detectan en las imágenes usadas para presentar los conceptos de digestión y excreción? Muestra Una vez identificadas las 6 editoriales (4 en castellano y 2 en vasco) de más amplia difusión en centros educativos de Vitoria, se examinaron todos los libros de texto y se comprobó que el estudio de los aparatos digestivo y excretor se introduce por primera vez en 3º de educación primaria y, por última, en 6º, aunque la mayoría de las editoriales lo trata en 4º y 5º. El análisis se ha realizado con 8 libros de texto. En los nuevos libros de texto de primaria basados en la reforma, el enfoque constructivista se puede reconocer en que la unidad didáctica se presenta como una secuencia compuesta por distintas fases: inicio, estructuración y revisión. Dado que la mayor parte del contenido informativo está en la zona de estructuración, hemos analizado 44 de las 82 imágenes presentes en las 30 páginas de dicha zona (Tabla I), así como el texto escrito explicativo y los rótulos relacionados con dichas imágenes. En las mismas páginas aparecen también 38 imágenes que no hemos estudiado en el presente trabajo: de ellas, 15 se refieren a conceptos como dentadura, piel, etc.; las 23 imágenes restantes son de tipo contextual y motivador. Método Hemos elaborado los siguientes instrumentos de análisis: – Para recoger datos sobre las imágenes se elaboró una tabla descriptiva en la que se contemplan los siguientes aspectos: técnica de producción, grado de iconicidad, ubicación espacial, orientación, color, detalles ampliados, secciones, secuencia de imágenes y grafismos. – Para el análisis de las relaciones entre imagen y texto se han seguido los siguientes pasos: a) Registrar el vocabulario científico del texto escrito y los rótulos (los sustantivos y verbos) o sus representaciones en las imágenes (objetos y acciones). b) Clasificar la información en tres tipos: imágenes, rótulos y texto escrito explicativo. c) Agrupar la información en dos áreas: anatomía y fisiología. – Para analizar las imágenes como posible fuente de errores hemos diferenciado tres categorías de problemas dependiendo de que en las imágenes aparezcan: a) errores anatómicos y fisiológicos; b) ausencia de información relevante; c) ambigüedades y deficiencias gráficas. Tabla I Las imágenes analizadas. Edel. Sant. SM Anaya Elkar Erein Anaya SM TOTAL 3º 4º 4º 4º 5º 5º 5º 6º Anatomía de la digestión 1 2 1 2 5 1 6 1 19 Fisiología de la digestión 2 0 0 3 2 0 3 1 11 Total del aparato digestivo 2 2 1 5 7 1 9 2 30 – Anatomía de la excreción 1 0 0 2 2 2 5 1 13 – Fisiología de la excreción 0 0 0 0 0 0 0 1 1 Total del aparato excretor 1 0 0 2 2 2 5 1 14 Total de imágenes 3 2 1 7 9 3 14344 INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2) 169 Todos estos protocolos fueron aplicados separadamente por los miembros del equipo investigador y posteriormente se contrastaron los análisis realizados y se sintetizaron los resultados obtenidos. RESULTADOS Y CONCLUSIONES Características de las imágenes – Cabe señalar la presencia de un alto grado de iconicidad (Fig. 1); es decir, frente a representaciones más esquemáticas (Fig. 5) se ha optado por un mayor nivel de realismo, centrado sobre todo en el aspecto exterior de los órganos, en lugar de intentar mostrar otros rasgos anatómicos y fisiológicos (conexiones entre órganos, procesos, etc.) más relevantes (Tabla II). – La mayoría de los problemas de ubicación de órganos se presentan respecto al plano anteroposterior, donde se da una mayor ambigüedad debido a la dificultad de identificar las relaciones de profundidad entre los distintos órganos o entre sus partes. Por ejemplo, no se perciben los cambios de plano que experimenta el colon al cambiar de dirección y, en muchos casos, parece que el tramo final del colon descendente se sitúa en el mismo plano o delante del intestino delgado (Figs. 1 y 4). A veces también es difícil identificar un aparato cuando se sitúa sobre una silueta que presenta detalles innecesarios o bien algún órgano que se encuentra «delante» de otro y del que no se distingue con suficiente claridad. La mayoría de las imágenes presenta un punto de vista frontal, lo que dificulta la identificación de órganos parcialmente solapados. – El empleo de colores poco contrastados en la mayoría de los casos dificulta la percepción diferenciada de los órganos, ya que genera una excesiva continuidad entre ellos. Aunque el contraste de colores constituye un recurso gráfico eficaz para diferenciar partes significativas de una imagen, prácticamente no se utiliza. Tampoco se emplea para dirigir la atención hacia las partes más relevantes. – Dos recursos básicos como los detalles ampliados y las secciones sólo aparecen en una y dos editoriales respectivamente. El empleo simultáneo de ambos recursos en la misma imagen puede incrementar la dificultad de interpretar correctamente los dibujos en sección (Constable et al., 1988). Además, en dos ocasiones nos Tabla II Características de las imágenes. – Todos son dibujos sombreados con líneas de contorno para definir las formas excepto: – cuatro fotografías Grado de iconicidad – un dibujo con colores planos – un dibujo esquemático Ubicación espacial – Contexto de una silueta parcial de cabeza y tronco – Ambigüedades respecto al plano anteroposterior – Tres incorrecciones: una inversión de izquierda a derecha del estómago Orientación espacial y dos detalles ampliados con distinta orientación que el fragmento de imagen que amplía. – Todas las imágenes son en color Color – Colores semejantes a los del objeto representado – En un caso se usa para diferenciar órganos Detalles ampliados – El 19% del total de imágenes – Utilización en una editorial – En el 87% de las imágnes de órganos aislados Secciones – Usadas por dos editoriales – En algunas ocasiones se combinan con detalles ampliados en la misma imagen Secuencia de imágenes – En dos ocasiones Grafismos – Flechas: en el 50% de las imágenes de fisiología de la digestión – Líneas cinéticas: un caso que sugiere los movimientos peristálticos INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 170 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2) Figura 1 Conocimiento del Medio 5. País Vasco. Madrid, Anaya, 1994. Pág. 40. Figura 2 5 Ingurunea. Donostia, Elkar, 1994. Pág. 73. Figura 3 Conocimiento del Medio 3. Madrid, Edelvives, 1994. Pág. 28. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2) 171 Figura 4 Conocimiento del Medio 4. País Vasco. Madrid, Anaya, 1993. Pág. 61. Figura 6 Conocimiento del Medio 4. País Vasco. Madrid, S.M., 1993. Pág. 144. Figura 5 Conocimiento del Medio 6. País Vasco. Madrid, S.M., 1995. Pág. 88. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 172 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2) Figura 7 Conocimiento del Medio 6. País Vasco, Madrid, S.M., 1995. Pág. 87. encontramos con que el detalle ampliado tiene distinta orientación que el fragmento de imagen seleccionado, con lo que el alumnado debe realizar una rotación mental si quiere comprender qué parte está siendo mostrada a mayor escala (Tabla II y Fig.1). – A pesar de la utilidad de la secuencia de imágenes para mostrar procesos y, por tanto, para representar información fisiológica, sólo se ha empleado en dos ocasiones. – Se usan las flechas para indicar la dirección de procesos y, en una ocasión, líneas cinéticas para mostrar los movimientos peristálticos del estómago. Relaciones entre las imágenes, los rótulos y el texto – Elevada presencia de imágenes. La importancia de las imágenes en los libros objeto de estudio se pone de manifiesto cuando observamos que están presentes en todas las páginas analizadas. Concretamente, en las 30 páginas seleccionadas, hemos contabilizado 82 imágenes, lo que da una media de 2,7 imágenes por página. Si además observamos el porcentaje de la página ocupado por las imágenes, podremos afirmar que se trata de libros ilustrados con profusión, en donde las imágenes ocupan una gran parte de la superficie de la página. Podemos destacar que un 40% de las páginas (Gráfico 1) presenta más de la mitad de su superficie ocupada por imágenes (entre un 51% y un 75%) y el 53,3% contiene imágenes que ocupan entre un 26% y un 50% de la superficie. – Escasa presencia de rótulos. La presencia de rótulos es muy escasa en anatomía; en fisiología es casi inexistente. Teniendo en cuenta que los rótulos sirven para nombrar las partes relevantes de las imágenes, es significativa su poca frecuencia en anatomía de la digestión –y, en menor medida, en anatomía de la excreción–, donde los rótulos no llegan a identificar la mayor parte de los conceptos mostrados en las imágenes (Gráficos 2 y 3 y tablas III y IV). Todo esto puede indicar una excesiva cantidad de información icónica frente a un uso infrecuente de los rótulos como recurso explicativo y facilitador del aprendizaje memorístico de datos. – Mayor cantidad de información anatómica que fisiológica. Como muestran los gráficos 2 y 3, hay más información anatómica que fisiológica; la primera es preferentemente icónica y la segunda, casi exclusivamente escrita, especialmente en la excreción. Esto puede dar una idea de la importancia que tienen las imágenes en el aprendizaje de la anatomía y del papel secundario que desempeñan en la explicación de aspectos funcionales; por ejemplo, no se utilizan para visualizar relaciones causaefecto, como la secreción de jugos y su correspondiente acción digestiva. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1999, 17 (2) 173 Gráfico 1 Porcentaje de páginas y de superficie ocupada por las imágenes. Gráfico 2 Digestión: Información icónica y verbal por niveles. Nº de conceptos por libro 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Imágenes Anatomía Rótulos Anatomía Texto Anatomía Imágenes Fisiología Rótulos Fisiología Texto Fisiología 3º 4º 5º 6º