Las Ilustraciones en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias : análisis de libros de texto

ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3), 369-386 369 INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA LAS ILUSTRACIONES EN LA ENSEÑANZA-APRENDIZAJE DE LAS CIENCIAS. ANÁLISIS DE LIBROS DE TEXTO PERALES, F. JAVIER1 y JIMÉNEZ, JUAN DE DIOS2 1Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Facultad de Ciencias de la Educación Universidad de Granada. Campus Universitario de Cartuja. 18071 Granada [email protected] 2Instituto de Educación Secundaria «Cerro de Los Infantes». Pinos Puente (Granada) [email protected] Resumen. Este trabajo centra su atención en la importancia que poseen las ilustraciones que utilizan los libros de texto de ciencias para la comprensión de su contenido. Para ello se parte de una fundamentación teórica en cuanto a los requisitos que deberían cumplir aquéllas para favorecer su adecuado procesamiento, así como la diferente morfología que suelen presentar en los libros de texto. A continuación se aborda un proceso de diseño y validación de una taxonomía para la categorización de las ilustraciones, la cual fue aplicada a los temas de mecánica de una muestra representativa de siete libros de educación secundaria obligatoria y a tres previos. Tras este análisis se discuten los resultados y se extraen unas conclusiones tendentes a la mejora en el uso de las ilustraciones. Palabras clave. Didáctica de la física, educación secundaria, libros de texto, ilustraciones, taxonomía. Summary. This paper focuses on how important the illustrations in science textbooks can be for understanding their content. To that end we start from a theoretical base of the requirements that those illustrations should accomplish to favour their appropriate processing, as well as from the different morphology that they normally show in textbooks. Then we approach a process of design and validation of a taxonomy to categorize the illustrations that was applied to the subject of Mechanics on a representative sample of seven textbooks of Obligatory Secondary Education (ESO) and three books from a system previous to ESO. After this analysis we discuss the results and draw conclusions aimed at improving the use of illustrations. Keywords. Physics education, secondary education, textbooks, illustrations, taxonomy. INTRODUCCIÓN Uno de los pilares básicos sobre los que se sustenta la acción docente, en cualquier nivel educativo, es el libro de texto. Resulta hoy por hoy incuestionable su poderosa influencia en el trabajo de aula, tanto para los profesores como para los alumnos, constituyéndose en bastantes ocasiones como el referente exclusivo del saber científico. Pero los libros de texto son también una mercancía para las empresas editoriales que compiten entre sí para dominar el mercado. Esta serie de condicionantes, entre otros, convierten el proceso de selección de libros de texto en un acto con serias repercusiones educativas y económicas. Ahora bien, ¿de qué criterios disponen los profesores para seleccionar los libros de texto? A pesar de que las ilustraciones ocupan en los libros de texto de educación primaria y secundaria en torno a un 50% de superficie y de que resultan relativamente frecuentes en el ámbito pedagógico y editorial las guías de revisión de libros de texto, la importancia que se le concede al papel de las ilustraciones resulta casi anecdótica. Por ejemplo, en un documento relativo al establecimiento de pautas para la elaboración de materiales curriculares sólo se dedican 3 ítems, de un total de 150, al papel que deben jugar las ilustraciones (Parcerisa, 1996). En el ámbito específico de los libros de ciencias también resultan habituales los estudios de análisis del contenido y de errores conceptuales presentes en aquéllos, quedando prácticamente al margen las ilustraciones correspon- INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 370 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) dientes o, cuando se hace, se consideran exclusivamente en relación con algún contenido específico (Pérez de Eulate, 1999). En segundo lugar, consideramos que un freno al estudio de las imágenes procede de su propia naturaleza. Podemos declararnos partidarios o contrarios a determinada formulación de las leyes de Newton en un texto escolar, o respecto a la secuencia didáctica utilizada para introducirlas, pero es más difícil decidir si el diseño gráfico de la página, con las imágenes que contiene, resulta oportuno para los propósitos del material examinado. Esta dificultad se incrementa cuando deseamos realizar una valoración general de la estrategia seguida en la ilustración de un texto completo o de un tema en particular. El propósito de este trabajo consiste en presentar unas bases teóricas sobre las que evaluar la adecuación de las ilustraciones en los libros de ciencias para, a continuación, proponer una taxonomía y una metodología de análisis. Finalmente se describen los resultados de su aplicación a una muestra de libros de física y química de 4º curso de ESO y se extraen algunas consecuencias para la enseñanza y el diseño gráfico. Aunque reconocemos la importancia de la comprensión del texto escrito por parte del lector (Campanario y Otero, 2000) para indagar de un modo global en las posibilidades didácticas del libro de texto, estimamos que la dimensión icónica es de la suficiente relevancia para dedicarle en exclusiva una línea de investigación como la que aquí presentamos. MARCO TEÓRICO Analizar las ilustraciones que encontramos en los manuales de física y química supone considerar sus aspectos formales y semánticos. Los aspectos formales se refieren a cómo están realizadas y dispuestas las ilustraciones en el texto, mientras que los semánticos se refieren a qué significado poseen para el lector. Se podría pensar que el análisis formal sólo interesa al grafista o al editor, mientras que el análisis semántico correspondería al profesor o al investigador en didáctica de las ciencias; sin embargo, los resultados de las investigaciones publicadas muestran que difícilmente se pueden desligar ambas dimensiones y es imprescindible contemplarlas en su conjunto. El análisis formal puede realizarse sobre las características particulares de cada ilustración o atendiendo también a la relación entre el texto y las ilustraciones. En cuanto al primer aspecto, la corrección formal dependerá del cumplimiento de un conjunto universal de convenciones gráficas (Durán, 1987; Winn y Solomon, 1991; Winn, 1994) que facilitan la lectura de las imágenes. Estas convenciones incluyen reglas como el buen uso de la perspectiva, el orden y la dirección habitual de lectura, el uso adecuado del color, etc. Pero en los manuales escolares no se encuentran ilustraciones aisladas sino textos con multitud de ellas intercaladas. Si esperamos de las ilustraciones que ayuden a comprender el texto debemos estudiar dónde aparecen y qué relaciones mutuas se establecen, es decir, se han de considerar los problemas de compaginación, la inclusión de textos específicos junto a las imágenes o el uso de textos dentro de la imagen –etiquetas verbales–. También será objeto de análisis considerar qué pasajes del texto han sido ilustrados y su finalidad. Puede comprenderse, pues, que la naturaleza de la investigación que nos ocupa posee un claro carácter interdisciplinar en cuanto puede ser abordado desde ópticas muy dispares: semiótica, diseño gráfico, publicidad, psicología, etc. Evidentemente este hecho desborda las posibilidades de una investigación como la que aquí se expone, por lo que nos vamos a centrar en las contribuciones más reseñables en el marco de la psicología y en el de otras investigaciones empíricas. Resulta evidente que para la psicología no existe ilustración sino observador, en la medida que es éste el que le dota de significado (Deforge, 1991). La larga tradición histórica de esta disciplina desde que se hallara diluida en la filosofía griega ha asistido a distintos énfasis concedidos al papel de las imágenes mentales en el pensamiento. Así, Aristóteles admitía la existencia de un pensamiento con imágenes o, en un pasado mucho más reciente, Bruner y sus colaboradores (1956) consideran como uno de los tres sistemas de representación en el pensamiento, el icónico. También debe destacarse el estatus asignado por Piaget al pensamiento figurativo en cuanto a poseer una capacidad transformadora y anticipatoria (Piaget, 1980). Fue, no obstante, la psicología de la Gestalt la que concedió por vez primera, a la percepción, una dimensión sustantiva en la adquisición de conocimiento al destacar el papel consciente de las personas en la organización de la percepción. La Gestalt aportó reglas útiles, vigentes aún en la teoría del diseño gráfico (Dondis, 1980), para mejorar los procesos de interpretación de las imágenes. En concreto, el concepto de pregnancia (prägnanz en alemán) –«buena forma»– da cuenta de los requisitos derivados de un principio de organización de la percepción, que podría enunciarse diciendo que «todo objeto que sea percibido lo hará adoptando la forma más simple posible». Esta regla general se concreta en leyes empíricas respecto a cómo los sujetos perciben las imágenes (Swenson, 1984; Winn, 1994). Estos principios derivados de la Gestalt y afianzados en la práctica del diseño gráfico son muy valiosos a la hora de analizar una ilustración concreta desde la perspectiva de su hipotética legibilidad. En la práctica supone disponer de normas que permitan optimizar una imagen de cara a su utilidad para la comunicación. Entre ellas destacamos la recomendación de utilizar ilustraciones que faciliten la percepción de las formas significativas en detrimento de los aspectos secundarios de la imagen. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) 371 Si la aportación más significativa de la Gestalt consistió en rechazar que el conocimiento humano era una simple «impresión» en la memoria del mundo exterior, como postulaban las teorías asociacionistas, el papel activo del sujeto en la comprensión se destaca en la noción de modelo mental propuesta por Johnson-Laird (1980). El término modelo mental se refiere a una representación mental elaborada por las personas cuando interaccionan con su medio, textos, imágenes o combinaciones entre ambos. Los modelos mentales incluyen datos procedentes del exterior, conocimientos previos y expectativas del sujeto, etc., dando lugar a representaciones dinámicas en la memoria de trabajo. Ahora bien, ¿cómo se coordina entre sí la información verbal y espacial que llega a un sujeto? Está asumido que existen diferentes sistemas cognitivos especializados en el procesamiento de la información verbal y no verbal. La activación de uno u otro sistema vendría determinada por la tarea concreta impuesta al lector (Zimmer, 1994). Desde esta perspectiva, la inclusión de imágenes en los libros de texto vendría justificada por su idoneidad para suministrar información espacial. No obstante, esto no significa que no sea posible describir verbalmente la información espacial para facilitar un modelo mental. Pero, al mismo tiempo, existen evidencias de que la información no espacial puede representarse mentalmente en el sistema de memoria espacial (Glenberg y Langston, 1992). Estos autores sugieren que las ilustraciones favorecen en los lectores la construcción de un modelo mental mientras leen, contribuyendo a mejorar la comprensión del texto. Así pues, la comprensión y la memorización a largo plazo estarían determinados parcialmente por el texto, la ilustración y las inferencias generadas por el individuo a través del modelo mental construido durante la lectura, que incluiría también los conocimientos previos del lector activados a lo largo de ésta. La distinción entre dos subsistemas cognitivos especializados en el procesamiento de la información verbal y no verbal se encuentra recogida especialmente en la teoría de la doble codificación de Paivio (1986). Destacamos entre otros a este autor por su influencia en las investigaciones que nos ocupan. Tras esta breve introducción podemos preguntarnos: ¿Realmente es posible afirmar que las imágenes facilitan siempre la comprensión y memorización de la información? Parece suficientemente contrastado que el modo de procesamiento de la información contenida en las imágenes representa ciertas ventajas frente a la lectura de textos, ya que permite una lectura en superficie, es decir, no está limitada por la lectura secuencial característica del lenguaje verbal (Moles, 1991). Por el contrario, la imagen se caracteriza además por su polisemia, de modo que resulta muy difícil predecir cuál va a ser la interpretación que sobre una ilustración va a realizar una persona. Esta especificidad de la imagen, como instrumento de comunicación abierto o ambiguo, plantea un problema educativo de primer orden que afecta a los editores, a los profesores que lo usan y al propio alumno. Estas dificultades han hecho que la investigación –especialmente en el ámbito psicológico– se haya visto dificultada y necesitada de metaanálisis, como el efectuado por Levie y Lentz (1982) sobre cincuenta y cinco trabajos previos, cuyos resultados más destacables son: 1) En las situaciones habituales en las que se desarrolla la educación, la introducción de ilustraciones que embellecen el texto no mejora el aprendizaje de la información contenida, aunque en principio los lectores se sientan atraídos por ellas. 2) Cuando las ilustraciones redundan la información contenida en el texto, se produce un efecto positivo sobre el aprendizaje. 3) La presencia de ilustraciones no facilita ni dificulta el aprendizaje de la información no ilustrada, es decir, la ayuda prestada por las ilustraciones es específica de la información que contienen. 4) Las ilustraciones adecuadas ayudan a comprender el texto ilustrado, facilitan su memorización, especialmente a largo plazo, y permiten una gran variedad de funciones instructivas. Algunos autores proponen que las ilustraciones facilitan el aprendizaje aportando un contexto en el que se organiza la información contenida en el texto. 5) En algunas ocasiones, las ilustraciones pueden sustituir muy bien a las palabras aportando con mayor eficacia información extralingüística. 6) Los lectores tienen dificultad para comprender las ilustraciones complejas si no se les ayuda a la hora de leerlas. Muy a menudo los lectores observan superficialmente las ilustraciones sin esperar de ellas información relevante. 7) Las ilustraciones provocan reacciones afectivas y hacen más atractivos los documentos. 8) Las investigaciones en las que se ha incentivado a los alumnos a crear sus propias imágenes mentales, o incluso sus propios dibujos, muestran resultados positivos en algunos casos pero con complejas interacciones. En general, los niños más pequeños se benefician más de las ilustraciones que de estas ayudas. Como resumen, los autores manifiestan que las ilustraciones mejoran el recuerdo y facilitan la comprensión de textos en los que se describen las relaciones entre diversos elementos siempre que aquéllas muestren esas relaciones. Ahora bien, cuando son complejas, requieren una ayuda suplementaria para poder interpretarlas y beneficiarse de ellas. No podemos tampoco ignorar otros roles significativos jugados por la imagen estática en el ámbito de la enseñanza de las ciencias (Aster, 1996). Por citar algunos, se ha identificado mediante análisis de tebeos la imagen de la ciencia (Gallego et al., 2001), se ha enseñando con caricaturas cómicas (Worner y Romero, 1998) o viñetas INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 372 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) conceptuales (Keogh y Naylor, 1998), se han analizado las ilustraciones elaboradas por los estudiantes a partir de muestras microscópicas (Díaz de Bustamente y Jiménez, 1996), se ha inducido a los estudiantes a modelizar a través de viñetas de tebeos (Gutiérrez, 1994) o se han utilizado en pruebas de diagnóstico de las ideas previas de los alumnos, por ejemplo, las interview-about-instances, de Osborne y Gilbert (1980). Funciones desempeñadas por las ilustraciones en los textos escolares y su diversa morfología Las ilustraciones se incluyen en los libros de texto con diversas finalidades. Si se revisan las diversas clasificaciones hechas al respecto por distintos autores (Bernad, 1976; Duchastel, 1981; Levin et al., 1987; Feschotte y Moles, 1991; Gillespie, 1993), se pueden extraer las siguientes funciones en común: – Decorar los libros, es decir, hacerlos más atractivos para despertar el interés de los lectores. – Describir situaciones o fenómenos basándose en la capacidad humana de procesar la información visual (Larkin y Simon, 1987; Feschotte y Moles, 1991) y su ventaja frente a los textos escritos en la estimulación de modelos mentales (Stone y Golk, 1981; Duchastel, 1981). – Explicar las situaciones descritas. Esto es, en este caso las ilustraciones no sólo muestran el mundo sino que lo transforman con la intención de evidenciar relaciones o ideas no evidentes por sí mismas, a fin de facilitar su comprensión por parte del lector. Estas dos últimas funciones han promovido diversos trabajos (Levie y Lentz, 1982; Larkin y Simon, 1987; Mayer y Gallini, 1990; Chen, 1995) que coinciden en señalar que las ilustraciones desempeñan un papel crítico en las tareas de resolución de problemas, ya que muestran relaciones estructurales con claridad y economía. Weidenmann (1994) clasifica las ilustraciones de los libros de texto en dos grupos: a) las que poseen un formato pictórico o descriptivo (depicting features); y b) las que se alejan de la realidad y usan códigos simbólicos (directing features). Esta distinción también la realizan Deforge (1991) y Winn (1994) en términos parecidos. Las ilustraciones del primer grupo poseen como finalidad la percepción del contenido imitando la realidad, mientras que las del segundo se emplean para facilitar la comprensión usando argumentos visuales que se alejan de la imitación de lo real. A partir de ahora las denominaremos figurativas y no figurativas, respectivamente. Los medios que emplean unas y otras son diferentes: las primeras se apoyan en los contornos, los sombreados, la perspectiva, etc.; y las segundas emplean los contrastes, signos especiales o composiciones en las que se resaltan las relaciones entre los elementos. Por consiguiente, las ilustraciones figurativas demandan del lector la atención y el conocimiento de los códigos clásicos del dibujo realista, mientras que las no-figurativas exigen un mayor esfuerzo para interpretar las intenciones del autor. Son éstas, por lo tanto, las que suelen plantear problemas a los lectores, puesto que existe la posibilidad de que sean presentadas como si se trataran de analogías del mundo real, propiciando aprendizajes no deseados (Mokros y Tinker, 1987). El grado en que una imagen se asemeja al objeto del mundo real representado por ella puede expresarse mediante el concepto de iconicidad desarrollado por Feschotte y Moles (1991). El procesamiento de las ilustraciones Establecido ya que las ilustraciones pueden ejercer diferentes funciones en los libros de texto y que su morfología puede ser igualmente variada, nos interesa resaltar el papel de las ilustraciones en promover la comprensión. Las investigaciones que aquí se ubican se plantean como objetivo fundamental explicar por qué determinadas imágenes facilitan la comprensión y cuáles son las condiciones particulares para que ésta se favorezca. Como se expuso anteriormente, desde diversos enfoques se considera que las imágenes promueven modelos mentales (Johnson-Laird, 1983). Pero no debe identificarse un modelo mental con una simple «copia» mental de las imágenes. Los trabajos de Glenberg y Langston (1992) o los de Robinson y Kennet (1995) sobre el uso de los gráficos para representar información verbal no espacial muestran que los lectores pueden beneficiarse de las imágenes incluidas en un texto para mejorar su comprensión de las relaciones entre los conceptos, incluso si éstos carecen de propiedades espaciales. No obstante, también se encuentran investigaciones con resultados contradictorios respecto a si las imágenes incluidas en un texto favorecen la producción de modelos mentales (Gyselinck y Tardieu, 1994). Dentro de las investigaciones promovidas para mejorar la utilización de las imágenes en la comprensión de textos destaca el estudio de la coordinación entre el texto y la imagen (Mayer, 1989; Mayer y Gallini, 1990; Mayer, 1994; Mayer et al., 1996). Estos autores encuentran que, para que una imagen pueda ayudar a los lectores, se han de cumplir las siguientes condiciones: a) los textos que más se benefician de las ilustraciones son los explicativos, es decir, que contienen pasajes en los que se describen en términos causales las relaciones entre las partes que constituyen un conjunto; b) que los lectores no posean conocimientos específicos sobre el tema –en caso contrario, la preexistencia de un modelo mental adecuado hace superfluas las imágenes–; y c) que el texto sea lo suficientemente complejo para que la construcción del modelo mental del mismo requiera esfuerzo y ayuda. No obstante, aun en estas condiciones, las imágenes favorecen el aprendizaje de un modo selectivo, fundamentalmente en el recuerdo explicativo y en la resolución de problemas. Por otra parte, distintos autores coinciden en la necesidad de dirigir la atención de los lectores para evitar una INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) 373 lectura superficial de las imágenes (Maichle, 1994; Peek, 1994) mediante instrucciones específicas y el uso de determinadas tareas a partir de la lectura de las imágenes (extrapolación de la información, establecimiento de comparaciones, análisis de datos, resolución de problemas...) (Gillespie, 1993). Otro autor (Reinking, 1986) propone el uso de estrategias basadas en el establecimiento de conexiones entre el conocimiento previo de cada alumno, el texto y la ilustración. Globalmente se puede afirmar que existen suficientes evidencias de que es necesario dirigir, mediante palabras o tareas específicas, la lectura de las imágenes para optimizar sus efectos positivos sobre el aprendizaje. Finalmente, cabe hacer una última referencia a las diferencias individuales a la hora de procesar la información gráfica. Existen evidencias empíricas de que todas las personas no poseen las mismas capacidades para utilizar la información gráfica. Citamos algunos ejemplos: – Maichle (1994) da cuenta de las diferencias significativas entre individuos en la interpretación de gráficas bidimensionales (velocidad-tiempo, presión-volumen, etc.). – McDaniel y Waddil (1994) investigaron los efectos de los dibujos sobre la comprensión y la memorización en alumnos de diferente capacidad de comprensión lectora. Los resultados apuntan a que los lectores con mayor habilidad de comprensión de las imágenes se benefician de la ilustración en su conjunto, mientras que los que muestran una peor habilidad fijaban su atención en los detalles de la figura. Extraen la consecuencia de que, en contra de una opinión muy generalizada, las imágenes no suponen necesariamente una ayuda compensatoria para los alumnos menos capacitados cognitivamente. – Schnotz y sus colaboradores (1993) muestran, en un estudio en el que se suministraba a los lectores un hipertexto con imágenes, que la estrategia empleada en la interpretación de la imagen influye en su aprendizaje. Concretamente obtuvieron mejores resultados los que usaron con mayor intensidad la ilustración y fueron capaces de construir un modelo mental adecuado. Como consecuencia para la enseñanza proponen que se entrene a los alumnos a usar adecuadamente los gráficos. En este sentido, también encontramos que la habilidad espacial, un clásico factor integrante de la inteligencia al cual se ha atribuido con frecuencia un origen innato (Ausubel, 1982, p. 266; Woolfolk y McCune, 1986, pp. 480-482), puede mejorarse significativamente mediante una estrategia destinada a desarrollar la interiorización de determinadas transformaciones (Seel y Dörr, 1994). Para terminar quisiéramos plantear algunas reflexiones respecto a uno de los usos más frecuentes de las imágenes en los libros de ciencias: las analogías. Las analogías se establecen cuando dos situaciones o sistemas pueden considerarse estructuralmente semejantes y una de ellas es conocida y comprendida por los alumnos. A esta situación se la denomina dominio fuente, mientras que a la situación que se quiere transmitir se le denomina dominio destino. En general, los modelos analógicos se presentan como ayudas compensatorias para el alumnado con más dificultades. No obstante, la inadecuación de algunas analogías gráficas que se emplean en los textos escolares ha sido señalada por Giordan y Vecchi (1988) o por Shipstone y sus colaboradores (1988). Como se comentaba antes respecto al trabajo de McDaniel y Waddill (1994), si los lectores con menos habilidad no extraen los aspectos esenciales o estructurales del texto, es razonable suponer que tengan dificultades para establecer una analogía en tanto que distraen su atención sobre los elementos anecdóticos o parásitos de las representaciones pictóricas. Coinciden con esta apreciación Alexander y Kulikowich (1994) al plantear que muchas de las analogías presentes en los textos escolares de física elevan las demandas cognitivas en lugar de rebajarlas. ANÁLISIS DE LAS ILUSTRACIONES CONTENIDAS EN LOS LIBROS DE TEXTO DE CIENCIAS EXPERIMENTALES. ELABORACIÓN DE UNA TAXONOMÍA De acuerdo con los objetivos de este trabajo expuestos en la introducción, se inició este análisis mediante una categorización de las ilustraciones presentes en libros de texto españoles surgidos a partir de la reciente reforma del sistema educativo y, en concreto, en los temas que abordan la mecánica elemental. La elección de esta temática tiene su origen en el hecho de que las dificultades de aprendizaje del concepto de fuerza están bastante bien investigadas (Pfundt y Duit, 1994) desde diversos enfoques que suministran pautas para evaluar la adecuación de las imágenes incluidas en los libros de texto. Asimismo, la utilización de un código simbólico como es la notación vectorial, adicionado o intercalado entre dibujos figurativos, expone con claridad la problemática de la superposición de diferentes códigos icónicos y su posible influencia en la enseñanza. Más concretamente, la introducción de la notación vectorial ilustra a la perfección uno de los problemas más frecuentes en la enseñanza de la ciencia: la confusión entre significado y significante. Dicho en otras palabras, podría ocurrir que la representación vectorial de fuerzas haya pasado de ser un instrumento de aprendizaje a un objetivo de la enseñanza en sí mismo. Finalmente, siendo la mecánica elemental un contenido curricular muy tradicional, esperábamos encontrar pocas diferencias en su presentación por parte de los libros de los diferentes autores, por lo que sería previsible que las diferencias radicaran en la propia secuencia didáctica y en su tratamiento gráfico. Procedimiento de elaboración y validación de la taxonomía La elaboración de un instrumento de análisis debe partir de los objetivos que la investigación pretende cubrir. En INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 374 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) nuestro caso deseábamos describir en qué medida los ilustradores gráficos habían tenido en cuenta los resultados de la investigación respecto a cómo mejorar la comprensión de las imágenes y qué uso se hacía de éstas en el conjunto de la planificación didáctica de los libros. En una primera fase se estudiaron un total de 727 ilustraciones de nueve libros de 4º curso de educación secundaria obligatoria. En este estudio se incluyeron variables que describían aspectos formales de las ilustraciones y la función que desempeñaban en el texto. Para esta última variable se utilizó una rejilla abierta, lo que se denomina clasificación por montones (Zuleima, 1991), de modo que, cuando aparecía una función no descrita anteriormente y que no pudiera asimilarse a ninguna de las existentes, se añadía a la lista. Este procedimiento es habitual cuando no se dispone de datos previos e interesa describir la situación (Weil-Barais y Corrover, 1993). A la luz de los resultados obtenidos (Jiménez y Perales, 1997), se discutieron las categorías utilizadas dentro de un grupo de trabajo formado por el investigador principal y cuatro profesores de educación secundaria en activo. Como consecuencia de ello se redujo el número de funciones atribuidas a las ilustraciones dejando sólo las que superaban una frecuencia relativa del 5%. Para la validación de la estabilidad y reproducibilidad de la taxonomía se empleó el estadístico «Kappa» (Fleis y Cohen, 1969) utilizado por Eltinge y Roberts (1993) en su estudio sobre libros de texto de ciencias. Dicho estadístico proporciona una medida del acuerdo entre dos observadores, corrigiendo la influencia del azar. Kappa posee un rango de 0 a 1; los valores próximos a 0 indican una baja fiabilidad y 1, una fiabilidad alta. En todas las variables, salvo una, el coeficiente Kappa superó el valor de 0,8. Finalmente las variables objeto de análisis quedaron como se expone en el cuadro I. Vamos a describirlas a continuación: 1) Función de la secuencia didáctica en la que aparece la ilustración Entendemos por secuencia didáctica la serie de afirmaciones, referencias, problemas planteados por los autores del texto, etc., a lo largo del mismo. Asumimos que los textos se elaboran bajo la premisa de que van a ser leídos secuencialmente por los lectores, es decir, el orden de la exposición obedece a un plan establecido para hacer posible el aprendizaje. La secuencia didáctica puede ser fragmentada en unidades elementales a las que denominaremos de aquí en adelante USD (Tabla I). Para describir la función atribuida por los autores de los libros a las ilustraciones se fragmentaron los textos y se registró qué pasajes del texto habían sido ilustrados y cuáles no. La estructura de las secuencias didácticas de los libros fue analizada por un procedimiento original derivado del campo de la observación de la interacción (Jiménez, 1998; Jiménez y Perales, 2001). La aplicación y la interpretación son en ocasiones muy similares y se distinguen por su posición en el texto y por su complejidad. La aplicación aclara un concepto o ejercita un procedimiento definido previamente, mientras que la interpretación relaciona varios conceptos. 1) Función de la secuencia didáctica en la que Para qué se emplean las imágenes, en qué aparecen las ilustraciones pasajes del texto se sitúan, etc. 2) Iconicidad Qué grado de complejidad poseen las imágenes 3) Funcionalidad Qué se puede hacer con las imágenes 4) Relación con el texto principal Referencias mutuas entre texto e imagen. Ayudas para la interpretación 5) Etiquetas verbales Textos incluidos dentro de las ilustraciones 6) Contenido científico que las sustenta Caracterización desde el punto de vista mecánico de las situaciones representadas en las imágenes. Cuadro 1 Categorías de análisis. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) 375 2) Grado de iconicidad Es una adaptación de la escala de iconicidad de Moles (1991) y establece un grado creciente de simbolización. Las imágenes de menor grado de iconicidad –menos Figura 1 Ejemplo de fotografía. realistas– exigen un mayor conocimiento del código simbólico utilizado. Categorías: – Fotografía (Fig. 1) Tabla I Categorías establecidas en la función de la secuencia didáctica en la que aparece la ilustración. Nombre Descripción Evocación Se hace referencia a un hecho de la experiencia cotidiana o concepto que se supone conocido por el alumno. Ejemplo: «sobre el hielo es muy difícil caminar...». Definición Se establece el significado de un término nuevo en su contexto teórico. Ejemplo: «cuando la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es cero, éste se mantiene en equilibrio, lo que no quiere decir que esté en reposo». Aplicación Es un ejemplo que extiende o consolida una definición. Ejemplo: «cuando arrastramos una silla, estamos ejerciendo una fuerza». Descripción Se refiere a hechos o sucesos no cotidianos que se suponen desconocidos por el lector y que permiten aportar un contexto necesario. También se incluyen en esta categoría conceptos necesarios para el discurso principal pero que no pertenecen al núcleo conceptual. Ejemplo: «cuando un conductor aprecia un obstáculo sobre la carretera, no puede detener su vehículo de forma instantánea... distinguimos entre el tiempo de reacción y el tiempo de frenado». Interpretación Son pasajes explicativos en los que se utilizan los conceptos teóricos para describir las relaciones entre acontecimientos experimentales. Ejemplo: «en la mayor parte del camino, la velocidad se mantiene constante, por lo que la fuerza resultante es cero». Problematización Se plantean interrogantes no retóricos que no pueden resolverse con los conceptos ya definidos. Su finalidad es incitar a los alumnos a poner a prueba sus ideas o estimular el interés por el tema presentando problemas que posteriormente justifican una interpretación o un nuevo enfoque. La importancia de este tipo de actividad ha sido destacada por Ogborn (1996) en lo que llama creación de diferencias entre el pensamiento de los alumnos y las ideas que se quieren introducir. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 376 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) Figura 2 Ejemplo de dibujo figurativo. – Dibujo figurativo: Prima la representación orgánica, mostrando los objetos mediante la imitación de la realidad (Fig. 2). – Dibujo figurativo + signos: Representan acciones o magnitudes inobservables en un espacio de representación heterogéneo (Fig. 3). Figura 3 Ejemplo de dibujo figurativo + signos. – Como una variante de esta categoría se incluye la figurativa / signos normalizados, que incluye aquellas ilustraciones en las que se representa figurativamente una situación y a su lado se representan algunos aspectos relevantes mediante signos normalizados (Fig. 4). Figura 4 Ejemplo de ilustración figurativa / signos normalizados. Figura 7 Ejemplo de descripción en signos normalizados. Figura 6 Ejemplo de dibujo esquemático + signos. – Descripción en signos normalizados: Constituye un espacio de representación homogéneo y simbólico que posee reglas sintácticas específicas (Fig. 7). – Dibujo esquemático: Prima la representación de las relaciones prescindiendo de los detalles (Fig. 5). Figura 5 Ejemplo de dibujo esquemático. – Dibujo esquemático + signos: Representan acciones o magnitudes inobservables (Fig. 6). a b c AFB → INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) 377 3) Funcionalidad de las ilustraciones La utilización, consciente o inconsciente, de las herramientas gráficas como expresión de ideas suele ser algo habitual, tanto en las actividades de enseñanzaaprendizaje de las ciencias como en los textos representativos del contenido científico. Las aulas suelen ser un escenario donde el profesor hace uso de esta diversidad de medios de expresión, tales como croquis a mano alzada, representaciones de conceptos mediante símbolos analógicos o arbitrarios, símbolos cuantificadores como los vectores, acotaciones, ángulos, etc. o la representación gráfica de funciones. Sin embargo, tanto las ilustraciones utilizadas por el profesor como las incorporadas en los libros de texto suelen requerir de una «alfabetización gráfica» por parte de los alumnos. La valoración de la mayor o menor funcionalidad de estas herramientas expresivas resulta difícil de establecer genéricamente, por lo que sólo se han podido considerar tres categorías de ilustraciones representadas en la tabla II, atendiendo a la actividad de aprendizaje que supone para los lectores. 4) Relación con el texto principal Nos referimos aquí al tipo de relación establecido por los autores entre el texto y las imágenes. Mientras que el texto sostiene el conjunto del discurso narrativo o argumentativo, las ilustraciones muestran aspectos parciales; en otras palabras, la información incluida en las imágenes es discontinua y sólo su inclusión en el conjunto le da significado. Denominamos texto combinado con las imágenes a aquél que hace referencia explícita a una ilustración contenida en el libro, excluyendo el que se incorpora a la propia ilustración. Los textos combinados con imágenes establecen una doble codificación que debe ser correctamente interpretada en el acto de enseñanza-aprendizaje. Las categorías establecidas dentro de esta variable aparecen en la tabla III. La figura 8 representa un ejemplo de relación sinóptica. 5) Etiquetas verbales Las etiquetas verbales son los textos incluidos en las ilustraciones que ayudan a interpretarlas (Fig. 8). Aunque Tabla III Categorías establecidas en la relación con el texto principal. Nombre Descripción Connotativa El texto describe los contenidos sin mencionar su correspondencia con los elementos incluidos en la ilustración. Estas relaciones se suponen obvias y las establece el propio lector. Denotativa El texto establece la correspondencia entre los elementos de la ilustración y los contenidos representados. Ejemplo: «La figura x muestra un dinamómetro.» Sinóptica El texto describe la correspondencia entre los elementos de la ilustración y los contenidos representados, y establece además las condiciones en las cuales las relaciones entre los elementos incluidos en la ilustración representan las relaciones entre los contenidos, de modo que la imagen y el texto forman una unidad indivisible. Tabla II Categorías establecidas respecto a la funcionalidad de las ilustraciones. Nombre Descripción Inoperantes No aportan ningún elemento utilizable, sólo cabe observarlas. Operativas elementales Contienen elementos de representación universales: croquis, cotas, etc. Sintácticas Contienen elementos cuyo uso exige el conocimiento de normas específicas: vectores, circuitos eléctricos, etc. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 384 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2002, 20 (3) decisiones en la elección de editoriales para sus respectivos cursos. • Actividades de enseñanza. Se hace evidente, por consiguiente, la conveniencia de introducir en el aula actividades específicas de enseñanza que tengan como referente las imágenes. De hecho, las posibilidades son múltiples. Señalemos algunas de ellas: – Visión retrospectiva de las formas de representación gráfica a través de libros de texto antiguos. – Análisis crítico de ilustraciones con distinto grado de iconicidad, separando los planos realista y simbólico. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALEXANDER, P.A. y KULIKOWICH, L.M. (1994). Learning from physics texts: a synthesis of recent research. 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[Artículo recibido en marzo de 2001 y aceptado en diciembre de 2001.]