Disonancias pedagógicas en la resolución de problemas de física : una propuesta para su superación de raíz vygotskiana

INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
21
DISONANCIAS PEDAGÓGICAS
EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE FÍSICA:
UNA PROPUESTA PARA SU SUPERACIÓN
DE RAÍZ VYGOTSKIANA
NETO, ANTÓNIO J.1 y VALENTE, MARIA ODETE2
1Depa amen o de Pedagogia e Educação. Uni e sidade de É o a. Apa ado 94, 7000 É o a. Po ugal
E-mail: ane o@ue o a.p
2Depa amen o de Educação. Faculdade de Ciências da Uni e sidade de Lisboa. 1700 Lisboa. Po ugal
SUMMARY
Based on Vygo sky’s hinking, his pape aims a analysing he numbe o di icul ies s uden s usually expe ience when
ying o cope wi h p oblem sol ing in physics. Bo h cogni i e and me acogni i e conside a ions and a ec i e ones
a e explo ed. Some empi ical e idence (bo h quan i a i e and quali a i e), aken om a b oad me acogni i ely
o ien ed ield s udy, is aken in o accoun . The empi ical pa o his s udy was ca ied ou in he ield o physics, a
wo Po uguese high schools ( en h g ade s uden s), being suppo ed by an expe imen al e sus con ol design. The
analysis o da a seems o indica e signi ican ly highe p og ess o he expe imen al pupils as compa ed wi h hei
con ol pee s. Ou claim ha a me acogni i ely o ien ed app oach migh be a sui able means o o e come some o he
pedagogical dissonances ha ypically a ec p oblem sol ing in physics seems o ha e acqui ed conside able suppo .
Educa ion is he acquisi ion o he a o he u ilisa ion o knowledge.
Whi ehead
INTRODUCCIÓN
Como decía Whi ehead (1970), la educación con «ideas
ine es» no se limi a sólo a se in uc uosa; es sob e odo
pe niciosa: deja po esol e el p oblema de la necesidad
de «man ene i o el conocimien o», ese conocimien o
que puede se u ilizado en la esolución de los p oblemas
con que se en en a el educando. Dewey, po o o lado,
conside a, los p oblemas, c uciales pa a la p opia ac i i-
dad del pensamien o: acaban po se el es ímulo o el
as illo del pensamien o. La na u aleza del p oblema
de e mina el obje i o del pensamien o, o sea, lo o ien a
y lo egula. Así se explica que la iden i icación de la
e dade a na u aleza del p oblema sea conside ada, po
la mayo pa e de los au o es, la ase de e minan e en la
esolución de p oblemas y, de hecho, en la calidad del
pensamien o. Es, pues, un momen o decisi o de lo que
hoy se denomina me acognición, p oceso cogni i o que
iene g andes a inidades con el ipo de pensamien o que
Dewey des acaba, el pensamien o e lexi o (B own,
1978, 1987; Fla ell, 1987; Valen e e . al., 1987).
Una ez a i mada la impo ancia de és os y de la esolu-
ción de p oblemas como mo o de la ac i idad del pen-
samien o, esul a, como co ola io, que la ac i idad edu-
ca i a escola debe ía dedica una pa e signi ica i a del
iempo escola a es e aspec o. Toda ía, pa ece exis i
una disonancia en e lo que, en es e campo, se eclama a la
escuela y lo que se supone que la escuela ha de ealiza .
Supe a lo pasa, necesa iamen e, po ga an iza nue as
o mas de ac uación pedagógica que, en ez de con ibui
a «llena la cabeza de los alumnos de ideas ine es»,
les puede p opo ciona un conocimien o i o, capaz de
ayuda los a cons ui un «camino hacia el u u o».
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1), 21-30
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
22 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1)
Como señalaba Vygo sky (1996), la o ien ación de los
obje i os educa i os pa a el desa ollo de a eas mecáni-
cas y u ina ias, o sea, pa a aquello que el alumno ya sabe
ealiza , da á luga a una educación conse ado a, poco
capaz de se i de mo o a ese desa ollo:
El ap endizaje o ien ado hacia los ni eles e olu i os
que ya se han alcanzado esul a ine icaz desde el pun o
de is a del desa ollo o al del niño. Es e ipo de
enseñanza no aspi a a un nue o es adio en el p oceso
e olu i o, sino que, más bien, a a emolque de dicho
p oceso. (Vygo sky, en Ri iè e, 1988, p. 60)
Di ícilmen e e emos aquí el espejo ideal de lo que debe
se la educación de los niños de hoy pa a el mundo de
mañana. Es en la noción ygo skiana de zona del desa-
ollo p óximo (o po encial) donde es a pe spec i a se
encuen a bien undamen ada.
A a és de es a noción, Vygo sky esume, desde el
pun o de is a de la enseñanza-ap endizaje, los p inci-
pios básicos de su eo ía psicopedagógica, p incipal-
men e el desa ollo de la ans o mación de un p oceso
in e pe sonal (social y cul u al) en in ape sonal y el
papel de los educado es o de los compañe os más com-
pe en es en es e p oceso. La zona de desa ollo p óximo,
a i ma, «es la dis ancia en e el ni el eal del desa ollo
del niño, de e minado po su capacidad de esol e un
p oblema independien emen e, y el ni el de desa ollo
po encial, de e minado a a és de su capacidad de
esolución del p oblema bien con la ayuda de un adul o
o de un compañe o más compe en e (Vygo sky, 1986a,
1986b).
Vygo sky a ibuye a la escuela, o sea a la educación
sis emá ica y o ganizada, el papel undamen al pa a
ayuda al alumno a da el sal o cogni i o hacia el u u o.
Una de las he amien as más pode osas que la escuela
iene a su disposición pa a cumpli esos p opósi os son
los concep os cien í icos –según Vygo sky cla amen e
di e enciados de los concep os espon áneos–, al hace
co esponde a ambos dos o mas dis in as, aunque in e-
ac i as y sine gé icas, del conocimien o y del pensa-
mien o.
La ísica, dada la iqueza de sus concep os y el desa ío
cogni i o que los mismos pueden implica , es una asig-
na u a especialmen e adecuada pa a pode c ea si ua-
ciones eales de clase que se encuad en en un con ex o
ce cano de los alumnos. Pe o, en gene al, no ha conse-
guido po encia esa ocación i ual.
Usualmen e la enseñanza de la ísica iende a p esen a
si uaciones ex emas, sob e odo en lo que concie ne a la
esolución de p oblemas: po un lado, si uaciones dema-
siado complejas, alejadas de la zona de desa ollo más
ce cana del alumno, induc o as, po ello, de bloqueos
cogni i os y a ec i os; y po o o, si uaciones p oblemá-
icas u ina ias, co espondien es a aquello que el alum-
no ya sabe ealiza .
Ambas si uaciones, aunque po azones di e en es, son
incapaces de unciona como es ímulo y mo o del desa-
ollo. La unción po encialmen e o ma i a de la ísica
acaba po se , así, desap o echada.
Una nue a didác ica es, pues, necesa ia. Sólo és a puede
con ibui al cambio que las ci cuns ancias eclaman;
sólo és a puede con ibui a la esolución del «p oblema
de la esolución de p oblemas de ísica», que ha cons i-
uido, en el ondo, nues o abajo de in es igación. La
o ma que nos hemos p opues o expe imen a pa a
abo da la enseñanza de la ísica p e ende omen a la
compe encia de los alumnos en la esolución de p oble-
mas pa a ompe con algunos condicionan es inhibido-
es. Su alidación nos imponía la necesidad de encon a
espues as a múl iples p egun as. Las más impo an es
han sido:
– ¿Fa o ece á ese plan eamien o el e ue zo de la com-
pe encia de los alumnos en la esolución de p oblemas de
ísica, ya sean de na u aleza cuali a i a o cuan i a i a?
– ¿Se consegui á p omo e de ese modo el desa ollo de
impo an es es a egias y p ocedimien os me acogni i-
os de esolución de p oblemas?
– ¿Fa o ece á al plan eamien o el desa ollo de com-
po amien os, hábi os y ac i udes me acogni i as (expe-
iencias me acogni i as) que po encien es ados de eso-
lución más compe en es?
– ¿Pod á con ibui a un cambio posi i o de ac i u-
des –en gene al, poco a o ables– en elación con la
ísica y la esolución de p oblemas de ísica?
Tomando como e e encia la ob a de Vygo sky –una
ob a cada ez más alo ada en el mundo de la educa-
ción–, el es udio global a que es e a ículo se e ie e
(Ne o, 1995, 1998) u o como inalidad con ibui a que
las disonancias educa i as an es señaladas pudie an se
po lo menos minimizadas. La complejidad y la mul idi-
mensionalidad de la esolución de p oblemas en cuan o
a compe encia cogni i a no deja án, sin emba go, de
p esupone di icul ades. El éxi o de los alumnos an e la
esolución de p oblemas de ísica es a á, de es e modo,
siemp e ma cado po ue es con ingencias, inhe en es a
odo ac o c ea i o, del cual la esolución de p oblemas
cons i uye una impo an e exp esión (Ga e , 1987). A
es e espec o, ale la pena eco da a Vygo sky (1996):
«C ea es uen e de júbilo pa a el homb e: pe o aca ea
ambién su imien os conocidos con el nomb e de o u-
as de la c eación.» (p. 49)
Re lexiona sob e las di icul ades de los alumnos en la
esolución de p oblemas de ísica y ayuda a a enua la
« o u a c ea i a» que end án que supe a pa a esol e -
los cons i ui án los objec i os eó icos y empí icos de
es e es udio, ma e ializados en una análisis eó ico y en
p opues as de ac uación conc e a de cuño necesa iamen-
e mul idimensional y sine gé ico. Como dice Vygo sky,
«ambas dimensiones, la in elec ual y la emocional, e-
sul an po igual necesa ias pa a el ac o c eado »; o sea,
ambos, «sen imien o y pensamien o», «mue en la c ea-
ción humana». La esolución de p oblemas po el hom-
b e es una ac i idad cogni i a compleja y de múl iples
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 23
ace as que pone en acción no sólo capacidades y com-
pe encias es ic amen e cogni i as, sino ambién capaci-
dades, compe encias y disposiciones ípicas de o os
dominios psicológicos.
Inspi ados en el e e encial p opues o po Schoen eld
pa a el es udio del compo amien o de los alumnos en la
esolución de p oblemas y apoyados en la desc ipción de
B ady (1991), u ilizamos en es e es udio la siguien e
ma iz uncional con espec o a los ecu sos y las a ia-
bles psicológicas in oluc adas:
1)Va iables a ec i as y mo i acionales. Al da les p io-
idad en la discusión, hemos que ido asumi una posi-
ción delibe adamen e disonan e de lo que es la p ác ica
co ien e: igno a o escamo ea el papel mo o de la
e ien e a ec i a en el ap endizaje y en la esolución de
p oblemas.
2)Recu sos cogni i os especí icos. Es án elacionados
con los con enidos, la lógica, la es uc u a y los p ocesos
ca ac e ís icos del dominio en cues ión.
3)Recu sos cogni i os gene ales. Co esponden a es a-
egias y écnicas gene ales en la esolución de p oblemas
–las heu ís icas de Polya (1973), po ejemplo–, o sea, a
p ocedimien os que pueden se u ilizados en la esolu-
ción de cualquie p oblema, sin que impo e el con enido
especí ico en juego.
4)Recu sos cogni i os in ape sonales. En es a ca ego-
ía inse imos el caso pa icula de los es ilos cogni i os,
como a iable di e enciado a del compo amien o indi-
idual, y el desa ollo cogni i o del alumno, en pa icu-
la , su ni el de compe encia en la ealización del pensa-
mien o lógico en sen ido piage iano.
5)Recu sos me acogni i os. Son los componen es es-
ponsables del con ol y la ges ión de odos los ecu sos
cogni i os, en in e acción dialéc ica con las a iables
a ec i as y mo i acionales; apa ecen asociados a oda
una di e sidad de designaciones (me acognición, au o-
egulación, au omoni o ización, con ol ejecu i o, e c.).
Se a a de una ca ego ía de ecu sos que sólo úl ima-
men e ha me ecido alguna a ención (B ady, 1991;
Schoen eld, 1989), pe o que, po ello, ha cons i uido uno
de los ocos de es e abajo.
METODOLOGÍA
Respec o a la in es igación en educación, hemos adop-
ado, en es e es udio, una posición me odológica y epis-
emológica apoyada en la con icción de que, en in es i-
gación educa i a, el en oque cuan i a i o y cuali a i o,
al con a io de an agónicos, deben se complemen ados.
De es e modo, a pesa de que la o ien ación del es udio
es p e e en emen e cuan i a i a, ue complemen ado con
impo an es écnicas de na u aleza cuali a i a (en e is-
as y análisis de con enido de los ma e iales esc i os de
los alumnos). La e ien e cuan i a i a u o como base
un diseño casi expe imen al con g upo de con ol no
equi alen e, en el cual se han con on ado los plan ea-
mien os adicional (g upo de con ol) y expe imen al.
Fue on pila es impo an es de es a úl ima, los si-
guien es:
– Una pe spec i a cons uc i is a del conocimien o, en
que se p esen a no sólo desde su acepción es á ica, sino
ambién dinámica; no sólo como con enido sino, am-
bién como p oceso.
– Un apoyo sis emá ico en esquemas de o ganización del
conocimien o. Toda la es a egia expe imen al ue con-
cebida de modo que la cinemá ica y la dinámica, en ez
de se a adas de o ma más o menos aislada como es
habi ual, uesen abo dadas de un modo in eg ado, po en-
ciando a inidades, pa alelismos y analogías.
– Una ue e o ien ación cuali a i a, no con el obje i o
de da a en ende a los alumnos que la ísica sólo iene
que e con concep os, sino en el sen ido de minimiza
en ellos la idea de que la ísica iene que e sólo con
ó mulas.
– Una in ensa p eocupación me acogni i a, conc e ada
en la explici ación y en el eje cicio de p ocesos y es a-
egias de esolución de p oblemas, y enca ada como un
elemen o de unión de los aspec os an e io es.
La in e ención: mecanización e sus concienciación
Ca ac e iza emos en seguida el mé odo expe imen al
po que iene especi ícamen e que e con la esolución
de p oblemas, con on ándolo con el mé odo adicional
–exp esión que, an e una mejo designación, quie e
signi ica , pa a noso os, las me odologías habi ualmen-
e adop adas en las clases de ísica, en los que aquellos
p incipios, po incon enien es di e sos, acaban po no
se pues os en p ác ica.
Mé odo adicional
Tiene como base la u ilización de a eas u ina ias, que
conducen a compo amien os mecánicos, au omá icos y
ac í icos. Es as a eas son esencialmen e eje cicios de
compu ación numé ica o «p oblemas ce ados», casi
siemp e apoyados en la u ilización de eglas y algo i -
mos an e io men e ap endidos y au omá icamen e apli-
cados. Les co esponden enunciados co os y esumi-
dos, en los que los núme os p edominan sob e las palab as;
en los que la si uación ísica es p esen ada de o ma
descon ex ualizada; en los que, al inal, odas las a en-
ciones se cen alizan en la ó mula. El alumno es es imu-
lado a u iliza y eje ci a es e ipo de es a egia. Pasa lo
mismo con la di e encia en e lo esencial y lo acceso io,
la iden i icación de la in o mación-cla e y la concep-
ción p e ia de un plano de esolución.
Es muy p obable que, pa a la mayo ía de los alumnos,
es as ac i idades se localicen más allá de la espec i a
zona de desa ollo p óximo. Se án, en es e sen ido,
ac i idades que poco o nada con ibui án al desa ollo
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
24 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1)
e ec i o del alumno. Es o no signi ica que no puedan
ene algunas di icul ades; ésas se án, sin emba go, so-
b e odo de i adas de la al a de conocimien os básicos
o de la di icul ad de desa ollo en la memo ia de eglas
p e iamen e ap endidas. La mayo pa e de las ac i ida-
des («p oblemas») p opues as en los manuales didác i-
cos en el inal de cada capí ulo son de ese ipo. En i ud
de habe in en ado segui con el g upo de con ol el
plan eamien o p econizado po un manual de es e ipo ha
sido es a o ien ación la que esencialmen e se aplicó en el
g upo.
Mé odo expe imen al
Sin nega la impo ancia de los eje cicios, de las eglas
y de los algo i mos, como p e equisi os necesa ios
(aunque no su icien es) pa a la esolución de p oblemas
cuan i a i os de ísica, el plan eamien o expe imen al
in en ó no queda se en los p e equisi os. Se apoyó en
a eas p oblemá icas de ni el más al o, concebidas con
la in ención delibe ada de no icia al alumno en com-
po amien os como el «ope a i ismo ciego», la obsesión
po la ó mula y po los da os numé icos, el pensamien o
mecánico y au omá ico.
Buscando ni eles de desa ollo más ele ados que los de
los abo dajes an e io es, las a eas que aquí se u iliza án,
aunque in elec ualmen e más exigen es, in en a án lle-
a a los alumnos (a cada alumno) más allá de sus
capacidades eales o po enciales. Se in en a á, en o as
palab as, llega al desa ollo po encial de cada uno de
ellos. Se p e endía que la no edad de la si uación uese
aho a su icien emen e mode ada pa a, po un lado, e i-
a que el alumno expe imen ase bloqueos cogni i os y
a ec i os insupe ables; y, po el o o, ga an iza un
mínimo de con lic o cogni i o, necesa io pa a ac i a
los mecanismos mo i acionales (Fla ell, 1987).
Como sopo e ma e ial de es e p ocedimien o, los alum-
nos enían a su disposición ichas de esolución me a-
cogni i a de p oblemas de ísica. És as ue on pensadas
con el obje i o de p opo ciona un eje cicio sis emá ico
y o ien ado en es a egias cogni i as y me acogni i as
de esolución de p oblemas, y de incen i a a los alum-
nos a explica e balmen e (en es e caso, po esc i o) los
p ocesos de pensamien o que dan cue po a ales es a e-
gias. Es as ichas e an complemen adas con o os ma e-
iales de apoyo, como ex os, documen os in o ma i os
o mapas de concep os. E an, además, exhaus i amen e
discu idas en clase –algunas ue on ambién p opues as
como debe es pa a hace en casa. La discusión se con-
c e aba de las más di e sas mane as: con oda la clase,
con los alumnos indi idualmen e o en g upos de dos.
Sob e odo nos inspi amos en la écnica de pensa en oz
al a a los pa es, de Whimbey y Lochead (1986), abajo
que conside amos pa icula men e a o able en el in en-
o de lle a a los alumnos a exp esa o almen e lo que
pensaban, siemp e con la ayuda de un compañe o del
g upo.
El manual didác ico apa ece aquí como una uen e
complemen a ia de in o mación. Dadas las ca ac e ís i-
cas eno ado as de es e mé odo, no exis ía en el me cado
ningún manual que se adap ase; así el in es igado enía
que cons ui los ma e iales aplicados.
Impo an e ue ambién el ecu so a oda una di e sidad
de p oblemas de ipo cuali a i o. És os ienen la en aja,
an e los p oblemas cuan i a i os, que condenan al aca-
so cualquie in en o del alumno de emplea , como p io-
idad, el ecue do obsesi o de la ó mula, en la esolu-
ción de p oblemas.
Así, en ez de los enunciados p opues os po los manua-
les y adop ados no malmen e en el mé odo adicional,
decidimos c ea enunciados más adap ados a los g upos
expe imen ales. Al con a io de los p ime os, és os e an
enunciados ex ensos, en los cuales, las palab as p edo-
minaban sob e los núme os (Cuad o I).
Cuad o I
Un p oblema de enunciado ex enso.
PROBLEMA
Dos amigos, que pesan ambos 75 kg., se encon aban de acacio-
nes en una playa del Alga e. Uno de ellos enía un ba co de mo o
de ib a de id io, de ecnología japonesa. El ba co pesaba (con
mo o incluido) ce ca de 300 kg.
Los dos pasaban la mayo pa e del día haciendo p uebas de
elocidad con el ba co. Con olaban el iempo que necesi aban
pa a llega a una boya si uada a 0,8 km de la cos a. El mejo iempo
ue de 40 s. Un día, que el ma es aba calmado y soplaba una b isa
sua e, salie on con encidos de que el éco d an e io se ía supe-
ado. Ve i ica on, po medio de un elocíme o, que, en los
p ime os 10 s., la elocidad había subido uni o memen e has a 36
km/h. Decidie on, po ello, man ene la misma media de elocidad
du an e odo el eco ido.
Al llega a la boya, ¿cuál ue la eacción que u ie on los dos
amigos? ¿Sa is acción o desilusión?
Po se más desc ip i os, es os enunciados pe mi en una
mejo con ex ualización de la si uación ísica. Ese mis-
mo ca ác e desc ip i o implica que, an es de in en a
eco da las ó mulas adecuadas, el alumno enga que
u iliza y desen ol e es a egias me acogni i as que
ienden a iden i ica y ca ac e iza la na u aleza del
p oblema. El alumno se e así empujado a emp ende
es ue zos delibe ados, en el sen ido de dis ingui la
in o mación ele an e de la in o mación i ele an e,
in en ando localiza en el enunciado las palab as o ex-
p esiones cla e (conside adas decisi as como es ímulo
pa a ac i a la memo ia). Es e ipo de enunciado implica
una mayo p eocupación al p o oca que las es a egias
men ales de plani icación in e engan, incen i ando el
ecu so de p ocesos de a aluación y con ol me a-
cogni i o.
Los suje os
Los suje os que pa icipa on en el es udio e an alumnos
del 10º año que ecuen aban la asigna u a de ciencias
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 25
ísicoquímicas. La cons i ución de los g upos no pudo
se ealizada alea o iamen e po a a se de clases ya
o ganizadas, que pe enecían a dos escuelas secunda ias
(X y Y) de la ciudad de É o a. A e ec os de a amien o
es adís ico, los hemos di idido en es g upos: dos expe-
imen ales (E1 y E2) y uno de con ol (C). Les co es-
pondía, espec i amen e, un plan eamien o expe imen-
al y uno de ipo adicional. Los g upos C y E1 ecuen aban
la escuela secunda ia X; la unción docen e ue, en
ambos, ga an izada po el p opio in es igado (pe o sólo
en lo que a ísica se e ie e), du an e cinco meses. El
g upo C, con media de edades de 15,4 años, es aba
cons i uido po 24 alumnos (15 chicas y 9 chicos); el
g upo E1 (media de edades de 16,3 años) es aba, a su ez,
cons i uido po 27 alumnos (16 chicas y 11 chicos). A los
dos g upos co espondía un pe il socioeconómico de
clase media, pe eneciendo ce ca de la mi ad de sus
componen es a comunidades u ales de la zona de É o a.
El g upo E2 se puede conside a un g upo in ac o sólo a
e ec os de a amien o es adís ico. Le co espondían, en
e ec o, dos subg upos que p o enían de dos clases de la
escuela Y. En las dos clases, y du an e odo el año
escola , la esponsabilidad de la docencia es u o a ca go
de las p o eso as espec i as –dos buenas p o eso as en
aquella escuela, con algunos años de expe iencia. Va ias
di icul ades, algunas asociadas a la o ganización especí-
ica de la escuela, impidie on una ecogida de da os
simila es a la de los o os g upos y ambién hubo meno
iempo de in e ención (dos semanas menos). Es e g u-
po se componía de 25 alumnos (13 chicas y 12 chicos,
con una media de edades de 15,2 años), esiden es la
mayo ía en la ciudad de É o a y pe eneciendo a amilias
de clase media-u bana.
Ins umen os u ilizados y co espondien es a iables
Con la inalidad de o ganiza mejo oda la di e sidad de
ins umen os y da os, decidimos conside a , gené ica-
men e, es campos de a iables cuan i a i as:
1) Campo nuclea de la esolución de p oblemas. Cons-
i uye el núcleo undamen al de la pesquisa. Es á con i-
gu ado po una se ie de p ocesos, es a egias y es ilos
di ec amen e elacionados con la compe encia de los
alumnos en la esolución de p oblemas de ísica, sean
cuan i a i os o cuali a i os, y que ienen en común
p ocesos cogni i os o me acogni i os. Les co espon-
dían los siguien es ins umen os de e aluación: Tes de
esolución de p oblemas cuan i a i os de ísica, con una
e sión p e es y o a pos es (TRPCTp e, TRPCTpos);
Tes de esolución de p oblemas cuali a i os de ísica
(TRPCLp e, TRPCLpos); Tes de es a egias me acog-
ni i as de esolución de p oblemas de ísica (TESTM-
p e, TESTMpos); Tes de comp ensión y aplicación de
conocimien os de ísica de 9º año (TFIS9); Tes de
comp ensión y aplicación de conocimien os de mecáni-
ca de 10º año (TMEC10); Tes de pensamien o lógico
(TPLOG); e In en a io de es ilos epis émicos.
2) Campo de la expe iencia me acogni i a. No se a a
sólo de p ocesos p opiamen e dichos; co esponde a
es ados y compo amien os del ipo ac i udinal que pue-
den in lui en la o ma cómo el alumno abo da, ejecu a,
con ola y e alúa su ac i idad cogni i a. Es á cons i ui-
do po un complejo de indicado es me acogni i os que
consubs ancian el ins umen o que denominamos Cues-
iona io de expe iencias me acogni i as en la esolu-
ción de p oblemas de ísica (CEXPM). El Tes de es a-
egias me acogni i as de esolución de p oblemas de
ísica desc i o an e io men e es aba des inado a lo que
Fla ell denominaba el conocimien o me acogni i o y,
den o del mismo, al conocimien o de ipo p ocesual. En
el caso conc e o de es e cues iona io, la ipología de la
mayo pa e de sus í ems encajaba mejo en lo que en el
mismo modelo de Fla ell apa ece con el nomb e de
expe iencias me acogni i as. En es e complejo de í ems,
esencialmen e se con emplan las siguien es expe ien-
cias me acogni i as: ni el de comp ensión de la a ea
p oblemá ica en cues ión, an es y después de su esolu-
ción a ec i a ( espec i amen e, COMPa y COMPd);
ni el de di icul ad p e io y el expe imen ado (DIFICa y
DIFICd); g ado de con ianza en elación con la p e i-
sión que hacen los es udian es sob e su capacidad pa a
esol e o no el p oblema (CONFa) y en elación con la
alo ación que hacen después de esol e lo sob e su
capacidad eal (CONFd); ni el de desa ollo y olun ad
en la a ea (EMP). Además de í ems de es e ipo, han sido
incluidos o os dos que cons i uyen una simbiosis de
expe iencias me acogni i as con las es a egias me a-
cogni i as de e isión (REV) y de e aluación (AVAL)
del p ocedimien o men al.
3) Campo a ec i o. Es aba esencialmen e asociado a dos
ipos de a iables: ac i ud espec o a la esolución de
p oblemas de ísica y ac i ud espec o a las ciencias
ísicoquímicas. Les co espondían, espec i amen e, un
cues iona io basado en las escalas de Like , denomina-
do G ado de sa is acción con las ciencias ísicoquími-
cas (SATFQ) y un ins umen o ausen e en la écnica del
di e encial semán ico, con el í ulo de Tes de ac i ud
pa a con la esolución de p oblemas de ísica (ATRPF).
A excepción del In en a io de Es ilos Epis émicos, los
o os ins umen os han sido concebidos, adap ados o
ecopilados po el p opio in es igado . Se imponía,
pues, analiza p e iamen e odo lo que se diga espec o
a cues iones, ya sea elacionadas con la alidez de
con enido, ya sea con su uncionalidad. En lo que se
e ie e a la alidez del con enido, se omi ie on los
mismos a la ap eciación c í ica de un panel de jueces,
cons i uido po dos doc o es y un maes o en el á ea de
la educación en ciencias, un maes o en el á ea de la
psicología de la educación y dos p o eso es de ísica-
química de la enseñanza secunda ia, con expe iencia
p o esional.
Una ez in oducidas las ec i icaciones suge idas po el
e e ido panel, esos ins umen os han sido obje o de un
es udio pilo o, ealizado en dos clases ambién de 10º
año de escola idad de la zona escola de É o a. Fue on
así e eladas algunas insu iciencias an es no p e is as o
no de ec adas, p incipalmen e en e e encia a la com-
p ensión po pa e de los alumnos del signi icado de las
cues iones y de las a eas p opues as, y de la ope aciona-

INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
26 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1)
lidad empo al de cada uno de los ins umen os. De
acue do con los da os ob enidos, se ha p ocedido, ade-
más, a la de e minación de indicado es es adís icos ap o-
piados, suscep ibles de complemen a la in o mación
espec o a la calidad de los ins umen os de medida.
In en ando e alua la consis encia in e na de los conjun-
os de medidas así p opo cionadas, se de e minó pa a
cada uno de ellos el espec i o coe icien e de iabilidad
(en es e caso el α de C onbach). Se ob u o, en gene al,
alo es bas an e acep ables o muy buenos (como es el
caso de los es s incluidos en el campo a ec i o), con la
pa icula idad (comp ensible) de que los p e es s e ela-
on sis emá icamen e una calidad in e io a los pos es s
co espondien es. Ésa ue una de las azones que nos
lle a on a op a po el modelo de análisis de co a ianza
como sopo e nuclea de la explo ación de los cambios
cuan i a i os obse ados.
Pa a e o za la con ianza en los da os y en los esul ados
ob enidos, haciendo una in e p e ación más consis en e
y más undamen ada de los mismos, se p ocedió igual-
men e a un análisis de í ems exhaus i o, con de e mina-
ción de los espec i os índices de di icul ad y de disc i-
minación, cuya desc ipción, po azones de espacio, no
puede aquí se p esen ada.
Como Cook y Campbell (1979) man ienen, el simple
«análisis de las di e encias en e los p e es s y los pos-
es s de una de e minada a iable es, muchas eces, una
opción inap opiada» (p. 104). Pensamos que ese aspec o
e a el más in e esan e de es e abajo: la calidad de los
p e es s e a en gene al in e io a los espec i os pos es s.
Lo ideal se ía dispone de mé odos de análisis cuyo
algo i mo de p ocesamien o no uncionase sob e la base
del cálculo de di e encias p e es /pos es , a pesa de
ga an iza que el es ado inicial de los suje os se u iese
en cuen a. Ve i icamos, pues, que el modelo es adís ico
de Análisis de co a ianza –simple (ANCOVA) o mul i-
a iada (MANCOVA)– cumplía ese equisi o. Fue po
ello que ese modelo, así como el co espondien e mode-
lo de Análisis de la a ianza, acaba on po cons i ui la
base del a amien o es adís ico de los da os cuan i a i-
os, con o me al esquema ilus ado en el cuad o II.
RESULTADOS
Adhesión de los alumnos al mé odo de esolución de
p oblemas
Po azones ya su icien emen e expues as, decidimos en
es e es udio op a po si uaciones p oblemá icas in e -
medias en e los p oblemas académicos ípicos y los
p oblemas de la ida eal. Es ábamos con encidos de
que, además de se más adecuados a las exigencias an es
e e idas, esos p oblemas se e ela ían, po esa misma
azón, más « ealis as» que los de la ida eal, a pesa de
se menos suscep ibles de incen i a el desa ollo del
pensamien o c í ico de los alumnos y de su me acognición.
La e idencia acabó po da nos la azón, conside ando el
impac o cla amen e posi i o que esos p oblemas u ie-
Cuad o II
Codi icación de las a iables cuan i a i as ajus adas al modelo
ANCOVA.
Va iables dependien es Co a iables
Campo nuclea TRPCTpos TRPCTp e
de esolución TESTMpos TESTMp e
de p oblemas TRPCLpos TRPCLp e
TMEC10 TFIS9
TPLOG
Campo de la Todos los Todos los
expe iencia indicado es pos indicado es p e
me acogni i a co espondien es a co espondien es
es e campo a es e campo
Campo a ec i o SATpos SATp e
ATRPFpos ATRPFp e
on en los alumnos de los g upos expe imen ales. És os
no pa ecen habe expe imen ado di icul ades inexo a-
bles como lo comp ueban sus opiniones exp esas a
a és de en e is as. Es e impac o posi i o ha enido
e lejos co ela i os en la adhesión de es os alumnos a
di e en es ec o es del plan eamien o implemen ado,
sob e odo en los dos siguien es:
a) mé odo didác ico de esolución de p oblemas p eco-
nizado –mé odo sis emá ico de o ien ación me acogni i-
a, más explíci o y más e balizado que los mé odos
habi ualmen e u ilizados;
b) enunciados de los p oblemas –enunciados ex ensos y
desc ip i os, en ez de enunciados co os y esumidos.
Mé odo de esolución de p oblemas
Es pa icula men e impo an e, po la compa ación que
p opo ciona, la opinión de los alumnos que an es habían
suspendido (e an muchos en el g upo E1), en lo que
espec a al impac o que el e e ido mé odo ha enido en
ellos:
E. –Después de habe hecho ambién el año pasado el décimo
cu so (15 años), ¿ e has dado cuen a de las di e encias en e el
mé odo de esolución de p oblemas de es e año y del año
an e io ?
B. –C eo que sí. Hubo una di e encia.
E. –¿En que sen ido?
B. –Es que es e año... p ime o se en endía bien el p oblema.
E. –¿Y después?
B. –Después se pasaba a la ó mula.
E. –¿Y el año pasado?
B. – ¡No e a así! (Riéndose abie amen e.)
(Alumno del g upo E1 epe ido )
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 27
Compa ando el mé odo del año an e io («mé odo adi-
cional») con el mé odo ac ual (expe imen al), el alumno
iene conciencia de la di e encia p incipal en e ambos,
inclinándose en a o del segundo: pensa p ime o en la
si uación y sólo después pasa a la ó mula. No dudamos
en a i ma lo: en esa sensibilización de los alumnos hacia
el papel decisi o de la comp ensión cuali a i a y de la
ep esen ación inicial del p oblema (Chi, Fel o ich y
Glase , 1981; Hayes, 1987; Helle y Rei , 1984), esidi á
uno de los aspec os que mayo éxi o hab á conseguido en
es a expe iencia. Los alumnos al inal e an sensibles a
una me odología que, al con a io de la del año p ece-
den e, les exigía una in e ención más ac i a en el
p oceso de esolución de p oblemas, y que implicaba
pa a ello la necesidad de que omasen decisiones que, en
el caso an e io , ya habían sido omadas. Valo aban, de
hecho, el p oblema: «se p esen a de mane a di e en e»,
con «cosas del día a día»; esa mane a los lle aba a «saca
p o echo del p oblema», « e i a da os», « e las exp e-
siones más impo an es» y «sólo después calcula el
p oblema».
P oblemas con enunciados ex ensos
Es os enunciados son p e e idos en e a los adiciona-
les, como lo ilus a el siguien e apa ado de una en e is-
a, ambién con un alumno del g upo E1, que ambién
epe ía:
E. –¿Cómo ca ac e izas los p oblemas que encuen as en el
lib o?
S. –¡Son ho ibles! (Riéndose con since idad.)
E. –¿En qué dis ingues los p oblemas que u ilizamos con
elación a los del lib o?
S. –No sé... Los encuen o más conc e os y más áciles de
en ende .
E. –¿Con un enunciado an la go no enías miedo de con undi e?
S. –Si los leemos con a ención es ácil. Fácil... es deci , más
ácil.
E. –¿Qué icio pueden aca ea los p oblemas del lib o a los
alumnos?
S. –La di icul ad de se sólo aquello y aquello y aquello; los
nues os nos dejan e mejo , con más cla idad, el ipo de
p oblema. Son más lógicos, nos dan más que pensa . En los
o os, nos limi amos a memo iza la ó mula y aplica la.
El pá a o an e io es de po sí ilus a i o: en pocas
palab as, el alumno casi esume los aspec os más impo -
an es de es e ipo de enunciados. La acep ación de los
alumnos de los g upos expe imen ales a es os enuncia-
dos es una de las conclusiones que en es e es udio son
pues as en e idencia.
Impac o cuan i icado del mé odo expe imen al
– El mé odo expe imen al pa ece habe con ibuido a
sua iza las habi uales di icul ades a ec i as sen idas
po las alumnos en el es udio de la ísica y en la
esolución de p oblemas de ísica.
En el cuad o III se puede e i ica que los cambios
ela i os p esen ados po los g upos expe imen ales en
el campo a ec i o han sido signi ica i amen e más a o-
ables que los mani es ados po el g upo de con ol.
Cuad o III
Cambios ela i os: sín esis del campo a ec i o.
VARIABLE E1 ∝ C E2 ∝ C
SATFQ E1 > C E2 > C
ATRPF E1 > C E2 > C
No a: Al símbolo > co esponde un esul ado signi ica i amen e supe-
io del p ime g upo en e al segundo (p < 0,05); al símbolo = no
co esponde ninguna di e encia signi ica i a en e ellos.
Hay que econoce , sin emba go, que es a di e enciación
ela i a no se debe an o al en usiamo c ecien e de los
g upos expe imen ales po las clases de ísica o po la
esolución de p oblemas de ísica, con elación al que
habían mani es ado en el p incipio, sino, sob e odo, a un
descenso ela i amen e p onunciado del in e és del g u-
po con ol. Es e descenso ue signi ica i o en ambas
a iables, siendo mucho más signi ica i o en el caso de
SATFQ.
Es deci , pa ece incues ionable la in luencia nega i a
del mé odo adicional, en e al expe imen al, que si
bien no ha omen ado en los alumnos el in e és po la
ísica (y po la esolución de p oblemas de ísica), po lo
menos ha e i ado que haya disminuido. Admi iendo esa
en aja del mé odo expe imen al en la dimensión a ec i-
a, al ez podamos así e aquí señales inequí ocas a
a o de los a gumen os de que los aspec os a ec i os
son an o o más impo an es que los cogni i os en
el ap endizaje y, ob iamen e, en la esolución de p o-
blemas (Clax on, 1989; Hodson y Reid, 1998; Resnick,
1989). Además, como decía Clax on, «la cognición
poco impo a cuando se es á asus ado, dep imido o
abu ido» (p. 155).
– El mé odo expe imen al pa ece habe a o ecido el
desa ollo de expe iencias me acogni i as po enciado-
as de es ados de esolución más compe en es.
Cie amen e, desde un pun o de is a global, el g upo E1,
que de en ada no se dis inguía es adís icamen e de C en
es e campo, cambia signi ica i amen e en e al de con-
ol. Sube con egula idad con elación a sí mismo en
odos los indicado es, al iempo que el de con ol sube en
unos indicado es y baja en o os, siendo en algunos casos
es e descenso bas an e signi ica i o. Eso se aduce en
mudanzas ela i as signi ica i as en más del 50% de los
indicado es escogidos, con o me lo ilus a el siguien e
cuad o-sín esis (Cuad o IV).
– El mé odo expe imen al pa ece habe con ibuido al
e ue zo de la compe encia cogni i a de los alumnos en
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
28 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1)
– Apa en emen e, ue menos acen uado el éxi o ela i o
del mé odo expe imen al en la p omoción del desa ollo
de es a egia y p ocedimien os me acogni i os de la
esolución de p oblemas.
Teniendo en cuen a los cambios, los esul ados apun an
de es a ez a una subida signi ica i a de E1 y a una
subida menos signi ica i a de E2 (Figu a 1). Los p og e-
sos e idenciados son además di e enciados, ap eciando
el conjun o de los indicado es en cues ión. En e ec o,
eme gen ní idamen e del g á ico dos subconjun os de
indicado es, siendo aplicable a E1, pe o ambién a los
o os dos g upos. En el p ime subconjun o, los alumnos
ob ienen ( an o al p incipio como al inal) esul ados
isiblemen e más ele ados, ela i amen e a los ob eni-
dos en el segundo). Los dos subconjun os debe án con-
igu a p ocesos me acogni i os espec i amen e di e-
en es; más simples y menos amplios en el p ime caso;
más complejos y menos amplios en el segundo. De és os
se des acan los indicado es PREVISIÓN y PLAN que,
como es sabido, cons i uyen dos mac oes a egias un-
damen ales en el modelo de B own (1978) y dos impo -
an es me acomponen es en el modelo de S e nbe g
(1986). Les co esponden, de es e modo, es a egias
me acogni i as de ni el je á quicamen e más ele ado,
las cuales exigen la mo ilización de odo un abanico de
p ocesos de pensamien o de ni el in e io (componen-
es) y que, po ello, exigen mayo ni el de explici ación
y un co ela i o iempo mayo de in e ención pa a que
los p og esos puedan esul a isibles.
Exis en además algunos indicios de que el g upo E1
pueda, a pesa de odo, habe conseguido mayo éxi o
ela i o en el desen ol imien o de es e ipo de es a e-
gias. Bas a con des aca mejo la apo ación de sus
ep esen an es en la esolución o al e balizada del p o-
blema que e a p opues o en las en e is as, así como una
apa en e mayo concienciación de los pasos de la eso-
lución de p oblemas y de las di icul ades inhe en es,
de ec ada ambién en las en e is as. Es o puede debe se
al mayo iempo de in e ención de que ue posible
dispone pa a es e g upo, en conc e o pa a E2 y ambién
al hecho de habe sido o ien ado po el p opio in es iga-
do . Po azones comp ensibles, es siemp e di ícil ( al
ez imposible) pa a un in es igado consegui comuni-
ca o almen e sus modelos a odos aquéllos que abajan
con él. Ahí eside una de las p incipales di icul ades en
la in e p e ación de los esul ados de g an pa e de la
in es igación educacional en la ealidad compleja y
sis emá ica de la clase. Ese meno impac o ela i o de la
expe iencia pa a el caso del g upo E2 ue, además, con
mayo o meno incidencia, una cons an e en odos los
campos que hemos analizado.
CONCLUSIÓN
Juzgamos pe inen e esboza aho a una b e e sín esis de
la e lexión que, a lo la go del es udio global, in en amos
ealiza espec o a lo que es la ealidad de las clases de
ísica, en la mayo ía de nues as escuelas. In en ando
hace a una adiog a ía comple a de la si uación, hemos
Cuad o IV
Mudanzas ela i as: Sín esis del campo de la expe iencia
me acogni i a.
VARIABLE E1 ∝ C
COMPa E1 = C
COMPd E1 > C
FACa E1 > C
FACd E1 > C
CONFa E1 = C
CONFd E1 > C
SEG E1 > C
ATEN E1 = C
REV E1 = C
EMP E1 = C
AVAL E1 > C
la esolución de p oblemas de ísica, sob e odo en los
de na u aleza cuan i a i a.
En e e encia a la compe encia cogni i a de los alumnos
en la esolución de p oblemas de ísica, e i icamos
inicialmen e que el g upo E1 e a, de los es, el que
pa ecía globalmen e menos p epa ado. Pe o, eniendo
en cuen a la in o mación del cuad o V, concluimos que
ue és e el g upo que, al pa ece , más se ha bene iciado
con la expe iencia. Ul apasa cla amen e el g upo de
con ol, acon eciendo eso en ambas de las a iables en
conside ación, con especial incidencia en el caso de
TRPCT.
Cuad o V
Mudanzas ela i as: Sín esis de la compe encia cuan i a i a
y cuali a i a.
VARIABLE E1 ∝ C E2 ∝ C
TRPCT E1 > C E2 > C
TRPCL E1 > C E2 = C
El g upo E1 ha p esen ado en es e componen e un p o-
g eso signi ica i o conside able (pasa de 38,2 a 76,8,
mien as que C baja de 46,5 a 32). És e se á el aspec o en
que la expe iencia hab á conseguido esul ados más
isibles. También el g upo E2 ha ob enido aquí su mejo
esul ado ela i o; de 46,8 a 74, en TRPCT) .
En elación con los p oblemas cuali a i os, la expe ien-
cia con inúa haciendo subi los g upos E1 y E2. La
subida de E1 es bas an e conside able; E2 apenas sube
«casi signi ica i amen e» (p < 0,10); en é minos de
compa ación ela i a, se ob ienen ganancias es adís ica-
men e idén icas a las del g upo de con ol.
INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2001, 19 (1) 29
Figu a 1
Es a egias me acogni i as: cambios e i icados.
VPROB: Iden i icación del e dade o p oblema. CONC: Iden i icación de los p incipales concep os ísicos.PCLAVE: Iden i icación de las palab as
o exp esiones que son la cla e pa a la esolución del p oblema. PREV: Fo mulación de una p e isión pa a la espues a al p oblema. PLAN:
Explici ación de un plan p e io de esolución. MEMORIA: Explici ación de los p incipales conocimien os de ísica que ue necesa io busca en la
memo ia a la go plazo.
des acado aspec os como: la opción po «me odologías
de la supe icialidad»; el ecu so a mé odos de esolu-
ción de p oblemas u ina ios y asis emá icos, omi iendo
el papel decisi o de la o ganización del conocimien o; el
ecu so al «ope a i ismo ciego», con el consecuen e
p imado de la ó mula y de la pa e eó ico-cuan i a i a;
el én asis excesi o en eje cicios y p oblemas- ipo; el
dominio del conocimien o decla a i o y la consecuen e
al a de conside ación y explici ación del conocimien o
p ocesual; la omisión o conside ación indebida del co-
nocimien o espon áneo de los alumnos; la o al p epon-
de ancia de la e ien e lógico- o mal del pensamien o,
con la consecuen e al a de conside ación del pensa-
mien o c ea i o; la uni o midad y homogeneidad de los
p ocedimien os didác icos u ilizados, igno ando oda la
di e sidad de es ilos cogni i os y mo i acionales p e-
sen es en una clase.
Es a si uación impone la necesidad de cambios pedagó-
gicos y me odológicos (Gil Pé ez y Ma ínez To eg o-
sa, 1983), capaces de ompe con el pasado, con aquello
que en el pasado uncione como inhibido del u u o. Se
p esuponen, al inal, nue as pe spec i as, nue os cua-
d os pedagógicos y didác icos, los cuales no pueden
deja de ene se en cuen a:
a)la opción po es a egias sis émicas y p o undas, en
ez de es a egias agmen adas y supe iciales;
b)el e ue zo de la dimensión cuali a i a del conoci-
mien o, sin in alida la impo ancia de la dimensión
cuan i a i a; al con a io, alo izándola;
c) la impo ancia del conocimien o p ocesual, sin nega
la impo ancia equi alen e del conocimien o decla-
a i o;
d)la necesidad de e i a el «ope a i ismo ciego», a
a és de la ealización de análisis cuali a i os iniciales
amplios, con la subsiguien e cons ucción de ep esen a-
ciones (in e nas y ex e nas) consis en es y p oduc i as;
e) la impo ancia con e ida a la explici ación (con con-
cienciación) del conocimien o, con las implicaciones
consecuen es en é minos de desa ollo de compo a-
mien os me acogni i os;
) el econocimien o del papel decisi o desempeñado
po la o ganización del conocimien o en la esolución de
p oblemas.
El cambio pedagógico que aquí p econizamos pa a la
enseñanza y pa a la esolución de p oblemas de ísica no
cons i uye pa a noso os una me a u opía. El sen ido
a o able de los esul ados del es udio a que se e ie e
es e a ículo nos enseña, en e ec o, que puede se iable.
Pe o mues a ambién que, a pesa de se po encialmen e
iable, su in e p e ación es á ma cada po múl iples
con ingencias: unas de ipo es uc u al y de o ganiza-
ción; o as ín imamen e asociadas al esul ado de aqué-
llos que end án que se conside ados como los e dade-
os p omo o es de la mudanza: los p o eso es. El meno
impac o de la expe iencia en las clases de las p o eso as
que colabo a on con noso os es una señal no i ele an e
de lo a i mado an e io men e.
La supe ación (o minimización) de las disonancias peda-
gógicas que a ec an a la enseñanza de la ísica equie e,
oda ía, una ue e pues a al día en la o mación de
p o eso es, ya que no pueden se conside ados como
simples ansmiso es de in o mación acabada, sino co-
mo au én icos p omo o es del desa ollo, que ienen
como inalidad consegui un ciudadano cien í icamen e