La enseñanza de física general en la Universidad : propuestas de investigación

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ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (3), 473–482
LA ENSEÑANZA DE FÍSICA GENERAL EN LA UNIVERSIDAD.
PROPUESTAS DE INVESTIGACIÓN*
C a ino, José Paulo y Lopes, J. Be na dino
Depa amen o de Física. Uni e sidad de T ás-os-Mon es e Al o Dou o. Vila Real. Po ugal
[email p o ec ed]
[email p o ec ed].
Resumen. El acaso en la asigna u a de Física Gene al del p ime año de las licencia u as de Ciencias e Ingenie ía es ele ado en las uni e sidades
po uguesas. Sob e es e p oblema exis en muchos es udios que alo an ac o es no académicos. Exis en ambien in es igaciones sob e el ap en-
dizaje de ísica en la uni e sidad que, sin emba go, abo dan aspec os más especí i cos. El in e és de es a in es igación es á pues o en la calidad
del ap endizaje de Física Gene al: cómo se puede e alua y mejo a . P esen amos un ma co eó ico que si e de undamen o a un conjun o de
ins umen os de e aluación (e alua ion oolbox) del ap endizaje. Es e conjun o de ins umen os pe mi e e alua de o ma ex ensi a –en a ios
cu sos– y a la ez supe isa la calidad del ap endizaje de Física Gene al mien as se impa e, de o ma que se pueda inc emen a la calidad de
dicho ap endizaje.
Palab as cla e. Didác ica de la ísica, enseñanza uni e si a ia, calidad del ap endizaje, calidad de la enseñanza.
Summa y. Failu e in In oduc o y Physics cou ses in he i s yea o Enginee ing and Science unde g adua e p og ams is high in he Po uguese
uni e si ies. The e a e s udies abou his p oblem cen e ed in non-academic ac o s. The e a e also s udies abou lea ning physics in highe
educa ion, bu cen e ed in speci i c aspec s. Ou esea ch a ge is abou he quali y o lea ning o In oduc o y Physics in highe educa ion. How
can i be e alua ed and how can we imp o e i ? We p esen a heo e ical amewo k ha suppo s an «e alua ion oolbox». This ool allows
moni o ing he quali y o lea ning in an ex ensi e way du ing he eaching o an In oduc o y Physics cou se. The aim is o be able o co ec he
eaching in o de o inc ease he lea ning quali y.
Keywo ds. Physics educa ion, highe educa ion, lea ning quali y, eaching quali y.
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
El acaso escola en las asigna u as de Ma emá icas y
Física del p ime año de las licencia u as de Ciencias,
Educación e Ingenie ías en las uni e sidades po ugue-
sas puede sob epasa el 50% (Ta a es e al., 1998).
Las in es igaciones exis en es ace ca del acaso esco-
la en la enseñanza uni e si a ia ienden a cen a se en
ac o es no académicos, p incipalmen e psicosociológi-
cos. Es os ac o es ienen una impo an e in l uencia en
la explicación del acaso escola en el p ime cu so de
licencia u a (Johns on, 1997). Sin emba go, no solamen-
e se hacen complicados de in es iga sino que ampoco
es p e isible que se puedan modi i ca sus ancialmen e a
co o o medio plazo.
Po o o lado, la in es igación de los ac o es académi-
cos ha sido ela i amen e escasa y, en la mayo ía de los
casos, ealizada en el ámbi o de cada ins i ución educa-
i a a ec ada. Exis e, sin emba go, un consenso áci o en
conside a que los ac o es académicos, en gene al, y la
calidad de la enseñanza, en pa icula , con ibuyen nece-
sa iamen e al acaso escola , a pesa de no se los únicos
ac o es. Además de es o, los ac o es académicos son, al
menos eó icamen e, los más ácilmen e al e ables me-
dian e la in e ención de los p o eso es uni e si a ios.
Se empieza a pe cibi in e nacionalmen e una endencia
al desa ollo y cambio en la enseñanza de la ísica uni-
e si a ia, que de i a de los esul ados de la in es igación
INTRODUCCIÓN
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
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en didác ica de ciencias. En pa icula , se ha comp obado
que las asigna u as de ísica que adicionalmen e se han
impa ido en los p ime os cu sos uni e si a ios no pa-
ecen adecuadas pa a que los alumnos comp endan los
concep os de dicha disciplina (McDe mo , 1997; Hake,
1998a; Mazu , 1997).
La in es igación en didác ica de la ísica puede y debe,
po an o, con ibui a mejo a la enseñanza uni e si a ia
de ísica.
Po ello nos pa ece undamen al ealiza un es udio se io
y sis emá ico sob e el acaso en es as á eas, en pa icu-
la al abo da lo desde el en oque que es más suscep ible
de se cambiado po pa e de las ins i uciones uni e si a-
ias: la o ma en que se enseña en las mismas.
Pa a e l exiona sob e es e asun o es ú il empeza po
analiza la o ma en que se concibe el éxi o o el acaso.
Necesa iamen e iene que en ende se como éxi o en el
ap endizaje. Sin emba go, es a simple a i mación esconde
complicaciones que se mos a án a medida que con inue-
mos con el análisis. De hecho, el éxi o en el ap endizaje se
asocia no malmen e con el éxi o académico, es deci , ap o-
ba las asigna u as p e is as en el plan de es udios. Hay dos
ac o es undamen ales que hacen de és e un pun o de is a
demasiado educcionis a aunque muy u ilizado: en p ime
luga , la a iabilidad de los c i e ios u ilizados pa a consi-
de a supe ada cada asigna u a, pues o que son impa idas
po p o eso es dis in os y en ins i uciones uni e si a ias
di e en es: en segundo luga , pa a es ima la calidad del
ap endizaje es necesa io que la e aluación o mal se diseñe
con es a in ención (lo que no siemp e ocu e) y enga como
e e encia un ma co eó ico cohe en e ace ca del ap endi-
zaje de la ísica.
En es e abajo p oponemos una he amien a pa a el
análisis de la calidad del ap endizaje en las asigna u as
de Física Gene al (o equi alen es) de las licencia u as
de las uni e sidades po uguesas. P esen amos un ma co
eó ico y en elación con el mismo discu imos una es a-
egia de in es igación que a a de desa olla posibles
soluciones.
MARCO TEÓRICO
Pa a es e es udio necesi amos un ma co eó ico que sea
su i cien emen e cohe en e, consis en e y ope a i o al a-
a las cues iones elacionadas con la calidad del ap en-
dizaje de la ísica en la enseñanza uni e si a ia.
Fundamen almen e nues o ma co eó ico cons a de dos
componen es: un componen e gene alis a ace ca del
ap endizaje en la enseñanza uni e si a ia y o o especí i -
co del ap endizaje de la ísica.
El p ime o componen e, desa ollado po Michael P osse
y Kei h T igwell (1999) y undamen ado a su ez en a-
bajos de Ramsden (1992) en e o os, se denomina básico.
Es e modelo conside a de o ma in eg ada, en el caso de
los alumnos que ing esan a un con ex o de ap endizaje
dado, an o sus expe iencias an e io es, sus pe cepciones
y en oques me odológicos como ambién los esul ados
del ap endizaje mismo. Todos es os ac o es es án in e-
elacionados y p esen es en la men e del alumno, aun-
que unos en p ime plano y o os en planos secunda ios.
De acue do con es a concepción de las condiciones del
ap endizaje, los p o eso es debe ían se conscien es de sus
p opias concepciones ace ca de la enseñanza y del ap endi-
zaje así como de los esul ados que de ellas se de i an, pa a
así consegui una enseñanza de calidad. La impo ancia de
al consciencia en la enseñanza de la ísica en el p ime
año de uni e sidad ha sido demos ada, po ejemplo, en
Guns one y Whi e (1997).
El ap endizaje de la ísica p esen a pa icula idades
que di e sos es udios han pues o de mani i es o y que
cons i uyen pa e del cue po de conocimien os de la
didác ica de la ísica. Nos in e esan en pa icula las
endencias más ecien es que a iculan los en oques de
in es igación en ap endizaje de concep os, esolución
de p oblemas y abajo expe imen al (Gil Pé ez e al.,
1999). O o en oque se cen a en desa olla con ex os
inno ado es en la enseñanza de la ísica, con un sopo e
eó ico azonable (S inne , 1994), que po encien el in e-
és de los es udian es y pe mi an hace signi i ca i os los
in umen os concep uales que an a ap ende .
Componen e gene alis a del ma co eó ico
En oques ace ca del ap endizaje
Fundamen ándose en in es igaciones an e io es a Ma -
on y Säljö (1976), S ensson (1976) y En wis le y o os
(1979), que mos a on los di e en es en oques de los
es udian es al abo da su ap endizaje, ac ualmen e se en-
cuen an de o ma explíci a en la li e a u a es en oques
espec o a cómo se abo da el ap endizaje: supe i cial,
p o undo y de « endimien o ele ado».
El en oque supe i cial se undamen a en un p incipio
o ien ado , una in ención, que es ex ínseco al p opósi-
o eal de la a ea de ap ende . La es a egia que su je
de es e en oque consis e en simula que se sa is acen
las exigencias de la a ea, e in e i el mínimo iempo y
es ue zo. Es e en oque se ha asociado muchas eces al
«ap endizaje» memo ís ico al e ene la in o mación «de
ca e illa». Sin emba go, es necesa io ene cuidado al
a i ma que en gene al la memo ización co esponde a
un en oque supe i cial. Es o es e dad si la memo iza-
ción si e pa a ep oduci pos e io men e lo que ha sido
memo izado sin la meno p eocupación po comp ende .
Po o a pa e, puede ocu i que la memo ización se
ponga al se icio de i nes más cohe en es a un ap endiza-
je e dade o. Ocu e con ecuencia que los es udian es
ecu en a memo iza la in o mación ya comp endida,
p incipalmen e pa a asegu a se de eco da la en si uacio-
nes de g an ensión como un examen i nal o du an e los
ensayos de una pieza de ea o. Es ob io que en es os ca-
sos no es amos an e un en oque supe i cial. Tang (1991)
designa es e ipo de memo ización como «memo ización
p o unda».
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
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El en oque p o undo se undamen a en un in e és po el
asun o al que se e i e e la a ea de ap endizaje y es la
es a egia empleada pa a maximiza la comp ensión. Po
an o, lo más impo an e es el signi i cado subyacen e, las
ideas p incipales, los emas y p incipios, más aun que
cualquie po meno sin espaldo concep ual.
El en oque de « endimien o ele ado» (achie ing app oach,
en el o iginal) iene su o igen en la in ención de ob ene el
mejo endimien o posible. En el con ex o de la educación
o mal p incipalmen e, es os es udian es p e enden conse-
gui las mejo es cali i caciones i nales que sea posible. Al
igual que en el en oque supe i cial, el obje i o no es á pues-
o en la a ea de ap endizaje en sí misma, sino en el eco-
nocimien o po el al o ni el alcanzado en la ejecución. Po
an o, es amos nue amen e an e una mo i ación ex ínseca.
En es e ipo de en oque, la es a egia u ilizada consis e en
o ganiza el iempo y los ecu sos es an es a i n de maxi-
miza el endimien o.
El en oque de ele ado endimien o apa ece muchas
eces combinado con los o os dos, po lo que se suele
designa como en oque p o undo de endimien o ele a-
do (deep-achie ing app oach) y en oque supe i cial de
endimien o ele ado (su ace-achie ing app oach). El
p ime o pa ece se el que mejo esul ados da académi-
camen e (Biggs, 1987) y co esponde a un ap endizaje
de calidad que a la ez ob iene buenos esul ados acadé-
micos (buenas cali i caciones en las asigna u as).
Relación en e los en oques de ap endizaje y esul ado del
ap endizaje
Una p egun a que eme ge de inmedia o y que pa ece pe -
inen e es: dado que el en oque p o undo es el único que
pe mi e llega a la comp ensión de la ma e ia de es udio,
¿cómo se puede consegui que los es udian es cambien y
pasen a adop a es e ipo de en oque?
Una conclusión que ex aen Ma on y Säljö (1997) de
di e sos abajos (en pa icula F ansson, 1977) es que,
si se p e ende p omo e en los es udian es un en oque
p o undo, end emos que se conscien es de cuáles
son sus in e eses (su mo i ación in ínseca) y elimina
simul áneamen e odos los ac o es que puedan indu-
ci los a un en oque supe i cial (i ele ancia, amenaza
y ansiedad).
Modelo explica i o de los en oques de ap endizaje
El modelo de ap endizaje denominado modelo básico y
que ha sido desa ollado po P osse y T igwell (1999,
pp. 16-20) engloba eó icamen e odos los aspec os
an es mencionados. Se puede ep esen a median e la
i gu a 1, en la que el ecuad o in e io ep esen a la
expe iencia de ap endizaje de un es udian e indi idual.
Desc ibe lo que es os au o es denominan si uación de
ap endizaje de un es udian e en un con ex o de ense-
ñanza y ap endizaje. Cuando un es udian e ing esa en
un con ex o de ap endizaje (el ecuad o ex e io , que
ep esen a aquello que podemos designa como mun-
do de ap endizaje), la in e acción con dicho con ex o
cons i uye una si uación de ap endizaje única pa a es e
es udian e ( ep esen ada po el ecuad o in e io y po
su con enido). La si uación se á di e en e pa a cada
es udian e aunque a ios puedan es a inme sos en el
mismo con ex o. La azón de es o es que las condicio-
nes de ap endizaje es án cons i uidas po la in e acción
en e el es udian e y el con ex o de ap endizaje, lo cual
incluye las an e io es expe iencias del es udian e, sus
pe cepciones, sus en oque me odológicos y los esul a-
dos de su p opio ap endizaje, odos ellos in e elacionados
y p esen es de mane a simul ánea en su men e. En el
ondo, cada es udian e iene una pe cepción única de su
si uación que no puede se desc i a de o ma obje i a,
es deci , de o ma independien e del es udian e en pa -
icula y de su con ex o.
Figu a 1
El modelo básico de ap endizaje (basado en P osse y T igwell, 1999, p. 17).
Expe iencia an e io
del es udian e En oques me odológicos del es udian e
ela i os al ap endizaje
Pe cepciones del es udian e
ela i as a su si uación
Si uación del es udian e
Resul ados del ap endizaje
del es udian e
Con ex o de enseñanza y ap endizaje
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
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Las elaciones que se es ablecen en e los dis in os ele-
men os que es án p esen es en la men e de los es udian-
es no son secuenciales o causales sino que se es ablecen
simul áneamen e. Debemos esal a que odos los aspec-
os que in e ienen en la si uación del es udian e es a án
p esen es en su men e de o ma pe manen e, a pesa de
que en un momen o dado algunos de es os aspec os pue-
dan es a en p ime plano mien as o os es én en planos
más secunda ios.
De acue do con es e modelo básico del ap endizaje es
posible comp ende la di e sidad que exis e en es os
ac os de ap endizaje, en el sen ido de sabe qué es á p e-
sen e en la men e de cada es udian e en pa icula . Así,
di e encias en la pe cepción de la si uación y di e encias
en sus expe iencias an e io es lle an al es udian e a
in oca o ae al p ime plano aspec os que conlle an
a su ez di e encias en los en oques me odológicos de
ap endizaje y ambién en la calidad del esul ado de di-
cho ap endizaje.
Es e ma co eó ico implica que una a ea undamen al
de la enseñanza consis e en de e mina cuáles son las
opiniones que los es udian es se o man ace ca de su
p opia si uación de ap endizaje. Tal a ea se puede ea-
liza u ilizando los cues iona ios SPQ (S udy P ocess
Ques ionnai e, Biggs, 1987), ASI (App oaches o S udy
In en o y, En wis le, 1988) y CEQ (Cou se Expe ience
Ques ionnai e, Ramsden, 1991).
La elación que exis e en e el en oque del p o eso es-
pec o a la enseñanza y el en oque de los alumnos espec-
o al ap endizaje se puede desc ibi b e emen e usando
la e minología de En wis le (2000) del siguien e modo
(P osse y T igwell, 1999, pp. 158-159):
• El en oque p o undo espec o al es udio es á asociado
con un en oque espec o a la enseñanza que se puede
desc ibi como aquélla que cen a su in e és en el es u-
dian e y se o ien a al ap endizaje.
• El en oque supe i cial espec o al ap endizaje es á
asociado con un en oque espec o a la enseñanza que se
puede desc ibi como el que cen a su in e és en el p o e-
so y se o ien a al con enido.
Pa a supe isa el en oque que el p o eso iene espec o
a la enseñanza, se puede usa el «In en a io de en oques
me odológicos de enseñanza» (App oaches o Teaching
In en o y, ATI), cues iona io que ha sido desa ollado
po P osse y T igwell (1999, pp. 176-179). Es a supe -
isión de los en oques del p o eso se á necesa ia pa a
ayuda a en oca p og esi amen e en el es udian e su
es ilo de enseñanza.
Componen e didác ico del ma co eó ico
Hemos is o cómo se puede a o ece que los es udian-
es ap endan y cuáles son los ac o es condicionan es.
Es as e l exiones nos dan algunas pis as ace ca de la
in l uencia que el ma co eó ico debe eje ce como guía
de la p ác ica co idiana de los p o eso es uni e si a ios.
Sin emba go, y a pesa de las implicaciones que es e
ma co eó ico iene en la p ác ica de la enseñanza, no
nos pe mi e desa olla y aplica acciones conc e as en la
enseñanza de la ísica.
Po es a azón in oducimos a con inuación algunos
esul ados que p o ienen del ámbi o de la enseñanza de
las ciencias y de la didác ica de la ísica, en pa icula , y
que no pa ecen ap opiadas a la cons ucción de un ma co
eó ico que in eg e de o ma cohe en e los di e en es
aspec os de la enseñanza y el ap endizaje de las cien-
cias (conc e amen e de la ísica). En el ondo se in en a
cons ui lo que pod íamos denomina un ma co eó ico
didác ico.
De en e las endencias eó icas que se pueden iden i i ca
en la li e a u a de didác ica de ciencias y de la ísica hay
algunas que des acamos a con inuación.
La p ime a es que la enseñanza se debe ol e más
in e ac i a. El concep o de in e ac i idad se debe en-
ende de un modo amplio, pues o que se e i e e a que la
enseñanza se debe hace an o con la cabeza –heads-on–
como con las manos –hands-on– (Hake, 1998a, 1998b).
Es a endencia iene su base eó ica en la concepción
cons uc i is a según la cual la enseñanza debe p opo -
ciona undamen almen e un ambien e de ap endizaje, y
no sólo ha de ansmi i simplemen e in o mación como
p e endía el pa adigma an e io men e dominan e de en-
señanza po ansmisión- ecepción.
Una segunda endencia de la in es igación en didác i-
ca de ciencias es el es udio de las concepciones de los
alumnos (Vienno , 1996) y las di i cul ades más comunes
en e los es udian es cuando se en en an a cada uno de
los aspec os de la ísica.
O a endencia hace e e encia a los es udios ace ca de
la e olución concep ual, en endida como un p oceso
complejo, len o y que se p oduce sin la mediación del
p o eso (Sil a, 1999; Lopes, 1999, 2002b; Lemeigman
y Weil-Ba ais, 1993).
Una cua a endencia señala la necesidad de u iliza
con ex os de enseñanza que despie en el in e és de los
es udian es y con ibuyan a in oluc a los en a eas de
ap endizaje di e si i cadas y o ien adas a la comp ensión
de p oblemas o si uaciones más o menos p óximas a su
con ex o co idiano. Una con ibución de es e ipo es la
apo ada po S inne (1994), quien desc ibe la u ilización
de p oblemas de con ex o amplio (LCPs – La ge Con ex
P oblems) en la enseñanza de la ísica. Además de es o
p esen a algún espaldo eó ico a es e en oque y ambién
esul ados de aplicación de la misma.
Finalmen e, o a endencia cues iona la dis inción que
se ha hecho adicionalmen e en e eo ía, p ác ica y
p oblemas, o bien la nomencla u a habi ualmen e usa-
da en didác ica de ciencias, el ap endizaje concep ual,
el abajo expe imen al y la esolución de p oblemas
(ab e iadamen e: AC, TE y RP). Un a ículo ecien e
que hace e e encia a es o mismo es el de Gil Pé ez y
o os (1999).
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
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ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (3)
De las p incipales di i cul ades que se iden i i can (Lopes,
2001), una es la excesi a asociación de cada uno de es os
ipos de ac i idad (AC, TE y RP) con un ipo especí i co
de clases (es deci , clases eó icas, clases de labo a o io
y clases de esolución de eje cicios, muchas eces desig-
nadas ambién como clases eó ico-p ác icas).
La idea undamen al p opues a en es e ma co eó ico con-
sis e en abo da la gene alidad de las a eas de ap endizaje
como p oblemas que se deben es udia y comp ende y
a los que se p ocu a á da soluciones. Así las di e en es
ac i idades apa ecen in eg adas en un único p oceso de
cons ucción de conocimien os cien í i cos den o de un
de e minado ámbi o, en nues o caso la ísica.
Seguidamen e pasamos a analiza con mayo de alle lo
que ocu e con cada una de las ac i idades de ap endi-
zaje an es mencionadas y su e en ual con e gencia. Pa a
ello nos apoyamos undamen almen e en el abajo ya
ci ado de Gil Pé ez y o os (1999).
De acue do con es os au o es exis e cie a olun ad de
conside a las p ác icas de labo a o io como ocasiones pa a
amilia iza a los es udian es con el abajo cien í i co. Ade-
más es ela i amen e simple consegui que los p o eso es
cues ionen las p ác icas « ece a» (es deci , los p o ocolos
ígidos que deben ejecu a habi ualmen e los es udian es)
y adop en como p opias o as p opues as que apo an una
isión más co ec a de la ciencia (Gené, 1986; Payá, 1991;
González, 1994; Salinas, 1994). Sin emba go sub ayan que
es a ela i a acilidad pa a modi i ca su en oque espec o a
las p ác icas esconde ecuen emen e una isión educcio-
nis a ace ca del abajo cien í i co, que asocia casi exclusi a-
men e la in es igación con el abajo en el labo a o io.
En lo que espec a a la esolución de p oblemas, ocu e
no malmen e que los p o eso es explican soluciones que
son pe ec amen e conocidas y que, po an o, no le an an
nigún ipo de dudas ni exigen a ios in en os. Consecuen-
emen e es posible que los es udian es «ap endan» dichas
soluciones y las epi an en si uaciones p ác icamen e
idén icas (lo cual se e ue za ecuen emen e g acias
a los lib os de ex o u ilizados, pues o que ecu en a
enunciados de p oblemas o almen e ípicos y epe i i os
–los llamados p oblemas ipo «lib o de ex o»). De es e
modo los es udian es no ap enden a abo da ealmen e un
e dade o p oblema, lo cual se demues a en el hecho de
que cualquie pequeña al e ación en el enunciado p o oca
di i cul ades insupe ables que se ma e ializan en manipula-
ciones de da os, ó mulas e incógni as que no e idencian
se signi i ca i as pa a el alumno y en úl ima ins ancia en
la incapacidad pa a esol e el p oblema (Fe ei a e al;
1995). En esumen, la esolución de p oblemas, al como
iene luga en la mayo pa e de las clases de esolución de
eje cicios, se con ie e en un «pu o ope a i ismo», o sea,
en la memo ización y aplicación con mayo o meno éxi o
de algo i mos p e iamen e expues os po los p o eso es.
De acue do con la concepción de ap endizaje que hemos
expues o, es o úl imo no se puede ca ac e iza en modo
alguno como ap endizaje.
Modi i ca es e es ado de cosas obliga na u almen e a deja
de lado la mayo ía de los p oblemas ipo y desa i a a los
es udian es con p oblemas más p óximos a la ealidad,
que engan enunciados signi i ca i os pa a ellos y adecua-
dos a la madu ez de sus conocimien os. Tal como p opo-
nen Gil y Ma ínez To eg osa (1987), se suele conside a
que la mayo pa e de los p oblemas de ipo «clásico» se
pueden ans o ma en si uaciones p oblemá icas abie as
sin demasiada di i cul ad. Es a o ma de abo da la esolu-
ción de p oblemas ya ha sido pues a en p ác ica de o ma
sis emá ica po di e sos p o eso es y con esul ados muy
posi i os an o en lo que espec a a la capacidad de los
es udian es pa a en en a se a si uaciones p oblemá icas
(lo cual incluye los p oblemas «clásicos» que son ípicos
de la enseñanza adicional) como en lo e e en e al in e és
que mues an al esol e p oblemas. Con es e en oque, los
es udian es conside an que la esolución de p oblemas es
aho a mucho más c ea i a y sa is ac o ia (Gil Pé ez e al.;
1999; Gil, Ma ínez To eg osa y Senen , 1988; Fu ió,
I u be y Reyes, 1994). Con es e en oque es amos mucho
más ce ca de consegui un ap endizaje en el sen ido en
que lo hemos de i nido en es e abajo.
Es impo an e esal a que es a p opues a ela i a a la RP
se pa ece a la que hemos de endido en el caso del TE, es
deci , compo a un ca ác e más p óximo a lo que Gil Pé-
ez y o os (1999) denominan in es igación di igida. En
ambos casos se p oponen a los es udian es si uaciones
p oblemá icas abie as pa a que és os a en de ob ene
espues as sa is ac o ias ayudados po los p o eso es.
El ap endizaje concep ual (AC) iene una ampli ud mayo
y su elación con el TE y la RP pa ece ela i amen e ob-
ia. Sin emba go, no siemp e es á cla o qué se en iende
po AC. A nues o en ende comp ende la cons ucción
y u ilización de modelos, los lenguajes, los campos con-
cep uales, el desa ollo de ac i udes y des ezas. Implica
la o alidad de los ecu sos que son necesa ios pa a com-
p ende y u iliza los concep os de la ísica (en nues o
caso). Una o ma de ac ua es asociando el AC con el TE
median e ecu sos didác icos ap opiados (Lopes, 2002a).
En esumen, el AC end á luga como consecuencia na u-
al de es a egias de enseñanza que di ijan el ap endizaje
hacia la cons ucción y u ilización de los conocimien os
cien í i cos en si uaciones p oblemá icas abie as. Se
debe supe a la di isión que adicionalmen e se ha es a-
blecido en e ambos ipos de ac i idades de aula.
En el a ículo de Gil Pé ez y o os (1999) se p opone un
ma co que p e ende esumi las es a egias de enseñanza
que p omue en el ap endizaje como in es igación di i-
gida.
En opinión de Niedde e (1999), la in es igación en
didác ica de la ísica puede con ibui a mejo a su ense-
ñanza en las uni e sidades, p incipalmen e:
• siendo un mo o de inno ación, en la medida en que
con ibuye a despe a la a ención ace ca de los p oble-
mas de la enseñanza y del ap endizaje;
• o ien ando las o mas de enseñanza más in e ac i as al
undamen a las eó icamen e en la enseñanza y ap endi-
zaje de ipo cons uc i is a;

INNOVACIONES DIDÁCTICAS
478 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (3)
• in o mando a los p o eso es uni e si a ios ace ca del
desa ollo de un cue po de conocimien os que inco po a
nue os en oques didác icos a la enseñanza y la aplica-
ción de nue os medios y ecnologías a la misma (F ase
y Tobin, 1998).
DESARROLLO DEL CONCEPTO DE CALIDAD
DEL APRENDIZAJE
En p ime luga , es con enien e esal a que exis en mu-
chos ipos de ap endizaje (Weil-Ba ais, 1993; ci ado en
Lopes, 1999, p. 34). Nos in e esa conside a lo que Lopes
denomina ap endizaje con u o , es deci , el ap endizaje
hecho con la in e ención de ins i uciones especializadas
como las escuelas, donde exis en expe os que ienen po
unción ansmi i in o maciones y ayuda a los es udian-
es a ap ehende las pa a ans o ma las en conocimien os.
Po o o lado, el conocimien o que se supone que cons-
uyen los es udian es median e el ap endizaje co es-
ponde a concep os cien í i cos, del ámbi o de la ísica en
el caso que nos ocupa. Es necesa io p ecisa la noción
de concep o cien í i co. Una sín esis que conside amos
excepcional ha sido elabo ada po Sil a (1999, pp. 172-
173), po lo que ep oducimos sus palab as (nues as
modi i caciones apa ecen en cu si a):
«Un concep o iene ep esen ación simbólica a dos ni e-
les: el de la lengua na u al y el de los o os simbolismos
(ecuaciones ma emá icas, ep esen aciones g á i cas,
e c.). Además de es o, un concep o sólo iene ealmen e
u ilidad explica i a si es á asociado a p ocedimien os de
aplicación especí i cos y con ex ualizados. La e olución
de un concep o, an o en las comunidades cien í i cas
como en los ap endizajes, iene que e , po lo an o,
con: aspec os lingüís icos, o malismos ma emá icos y
simila es, p ocedimien os de aplicación.
»[...] Es o signi i ca que conoce y usa un concep o exi-
ge conocimien o concep ual, pe o ambién capacidades:
compe encias de ep esen ación lingüís ica y o as; capa-
cidad de comp obación y expe imen ación, ap i ud pa a
de i ni ámbi os y lími es de aplicación.»
Po odo es o, ap ende un concep o es necesa iamen e
un p oceso la go y complejo que in oluc a a ios com-
ponen es y equie e de e i namien os sucesi os y sin i n,
que sólo se pueden consegui empleando el dicho en
con ex os di e si i cados.
Sil a (1999, p. 173) ci a ambién a Toulmin (1977):
«[...] Así son los p ocedimien os y las écnicas de una di-
ciplina cien í i ca que o man sus aspec os comunales –y
ap endibles– y, en el ondo, los que de i nen el conjun o
ep esen a i o de concep os que cons i uyen la “ ansmi-
sión” colec i a de la ciencia.
»[...] De es e modo, los concep os colec i os de oda la
ciencia na u al de i an del uso que los cien í i cos hacen
de ellos en sus explicaciones.
»[...] En la ciencia, el signi i cado se mues a po el ca-
ác e de un p ocedimien o explica i o; y ealmen e po
el éxi o de los homb es al encon a aplicaciones pa a ese
p ocedimien o.»
De es a discusión nos pa ece esencial esal a el ca ác e
e olu i o de un concep o, ya sea en las comunidades de
cien í i cos o bien en los ap endizajes.
O a ca ac e ís ica del ap endizaje, y que es á subyacen e
en los ex os de Sil a y Toulmin an es ci ados, es la im-
po ancia dada a la acción (Ve gnaud, 1987; Lemeignan
y Weil-Ba ais, 1993). De hecho, es de eso de lo que se
a a cuando es os au o es hacen e e encia a la necesidad
de que el que ap ende eje za su capacidad de comp oba
y expe imen a , a la necesidad de usa sucesi amen e el
concep o en con ex os di e sos o cuando se esal a la
impo ancia de los p ocedimien os y de la écnicas.
A es e espec o es undamen al la con ibución de la mo-
delización pa a la cons ucción y u ilización de concep-
os ísicos (Ma inand, 1995). La misma pe mi e explica
cómo se c ean y usan los modelos al u iliza si uaciones
ísicas más complejas.
Todo es o nos lle a a una noción del ap endizaje que lo
conside a como una ac i idad compleja, con ex ualizada,
que in oluc a simul áneamen e el in elec o y la acción,
en e olución pe manen e y con un g an componen e de
in e acción social. Al hace én asis en el conocimien o y la
u ilización de los concep os, el ap endizaje no se educe a
una ac i idad pu amen e in elec ual. El ap endizaje englo-
ba mucho más: en e o os aspec os, el análisis y esolución
de los p oblemas más di e sos, la cons ucción y la u iliza-
ción de modelos y la expe imen ación, odo ello desde un
pun o de is a o almen e cohe en e con el ma co eó ico
que hemos esbozado.
EL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
En las uni e sidades po uguesas se hace pa en e un a-
caso académico gene alizado en ísica, que se mues a
en el ele ado núme o de suspensos, p incipalmen e en
los cu sos in oduc o ios del p ime año. En opinión de
muchos p o eso es no hay ga an ías de que se haya con-
seguido un ap endizaje de g an calidad, ni siquie a en los
casos de éxi o académico, es deci , aquellos casos en que
los es udian es ap ueban las asigna u as de ísica.
Po es a azón el p incipal p oblema de in es igación que
se nos p esen a es: ¿cómo podemos e alua la calidad del
ap endizaje y cómo podemos con ibui a ele a la?
Como ya hemos dicho y al como se ha comp obado
en o as ocasiones, po ejemplo, en T igwell y P osse
(1990), la e aluación de la calidad del ap endizaje es una
a ea compleja. Es os au o es econocen que apa en emen-
e las únicas medidas de los esul ados del ap endizaje son
las di e encias cuan i a i as esul an es de la e aluación
o mal. Sin emba go, ya hemos is o que es impo an e
u iliza indicado es cuali a i os del ap endizaje.
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
479
ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (3)
Figu a 2
Conjun o de ins umen os de e aluación y su e olución en el iempo.
Indicado es di ec os de la calidad del ap endizaje:
1) Resul ados académicos
2) Mapas concep uales
3) Modelizaciones de una si uación ísica an e un p oblema p opues o
Indicado es indi ec os de la calidad del ap endizaje:
4) Cues iona ios sob e los en oques de los alumnos espec o al ap endizaje
5) Cues iona ios sob e los en oques de los p o eso es espec o a la enseñanza
E aluación oolbox
(caja de he amien as)
Unidad didác ica Tiempo
LA EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL
APRENDIZAJE
En es a sección p esen amos un conjun o de ins umen-
os pa a la e aluación de la calidad del ap endizaje, que
denominamos e alua ion oolbox (Fig. 2). Es e conjun o
de he amien as es á cons i uido po cinco ipos de in-
dicado es, de los cuales dos son indi ec os y los demás
di ec os.
El p ime indicado di ec o de la calidad del ap endizaje
es el conjun o de los esul ados académicos de los es u-
dian es.
O os indicado es di ec os que pe mi en in e i da os
cuali a i os en elación con los esul ados del ap endi-
zaje son los mapas concep uales. El que la ísica sea una
ciencia muy es uc u ada, hace de los mapas concep ua-
les ins umen os ela i amen e áciles de analiza y muy
pode osos en la a ea de a e igua has a qué pun o los
concep os han sido comp endidos po los es udian es.
Los mapas concep uales pe mi en analiza en pa icula
la p esencia de elaciones en e concep os, el núme o de
concep os que el alumno e oca y la es uc u a de ela-
ciones del campo de conocimien o en cues ión. De es e
modo se puede ob ene aliosa in o mación ace ca del
g ado de es uc u ación que cada es udian e ha alcanza-
do en la cons ucción de su p opio conocimien o en el
á ea y, a la ez, deduci dis in os ni eles de ex ensión
y es uc u ación del cue po de conocimien os. Es o
pe mi e ca ego iza en di e en es ni eles la calidad del
ap endizaje conseguida po los es udian es.
Finalmen e, el o o indicado di ec o que p oponemos
pa a e alua la calidad del ap endizaje consis e en ana-
liza modelos ísicos que hayan sido cons uidos po los
es udian es. La ac i idad de cons ucción de modelos
ísicos de la na u aleza es oda ía más aba ca i a e
in eg ado a que la p opia cons ucción de mapas con-
cep uales. De hecho, la cons ucción de modelos iene
componen es adicionales de explicación, p e isión e
in e ención (Ma inand, 1995, p. 134) que an más allá
de la comp ensión de concep os y sus in e elaciones.
Lopes y o os (1999) han p opues o un modelo de e a-
luación de las compe encias pa a elabo a modelos que
pueden se in eg ados en nues a e alua ion oolbox.
Los cues iona ios ace ca de los en oques sob e el
ap endizaje (los ya mencionados SPQ, ASI y CEQ)
pueden con ibui de mane a indi ec a a la e aluación
de la calidad del ap endizaje, pues o que el en oque que
el es udian e enga ace ca de su p opio ap endizaje es
un ac o impo an e (desde el pun o de is a del mo-
delo básico del ap endizaje) pa a explica el esul ado
que haya alcanzado. A pa i de las espues as que los
es udian es dan en es os cues iona ios, se puede deduci
cuáles son los en oques que dichos es udian es ienen
espec o a su p opio ap endizaje en un con ex o de e -
minado (una ac i idad de ap endizaje, una asigna u a o
un cu so). En el caso del CEQ incluso se puede ob ene
in o mación ace ca de los en oques que el es udian e
iene espec o a su con ex o de ap endizaje. Es a in o -
mación es ambién impo an e pa a comp ende (u ili-
zando el modelo básico) el esul ado alcanzado.
El segundo conjun o de da os indi ec os apo a in o ma-
ción ace ca de las p ác icas de los p o eso es uni e si a-
ios en su labo docen e, así como in o mación sob e sus
concepciones espec o a la enseñanza (ya hemos is o
que és as pueden se es udiadas median e el cues io-
na io ATI). Tend emos, en onces, una base sólida pa a
explica (u ilizando el ma co eó ico) los esul ados del
ap endizaje de los es udian es y pa a iden i i ca posibles
aspec os que se puedan mejo a desde el pun o de is a
de la enseñanza, que es lo que nos in e esa en nues o
es udio (Fig. 2).
De es e modo, los da os ob enidos cub en p ác icamen e
la o alidad de los aspec os ele an es en la aplicación del
ma co eó ico: in o mación ace ca de las pe cepciones de
INNOVACIONES DIDÁCTICAS
480 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2003, 21 (3)
los es udian es, ace ca de sus en oques me odológicos es-
pec o a su p opio ap endizaje y sob e el esul ado de dichos
ap endizajes (es a úl ima in o mación iene dos componen-
es: uno cuali a i o –p o enien e del análisis de los mapas
concep uales y de los modelos elabo ados– y o o cuan i a-
i a –que se ob iene de los esul ados académicos).
Ob enemos, po an o, un diagnós ico bas an e ico de
la si uación eal. Con pos e io idad al análisis de los
posibles pun os l acos de la enseñanza se puede diseña
una in e ención adecuada a es e ni el y aplica la en
la p ác ica. Pa a e alua la alidez de al in e ención
y hace c eíbles las inno aciones o al e aciones en la
enseñanza (Kembe e al., 1997), aplicamos los ins u-
men os de e aluación an es mencionados en momen os
dis in os du an e la enseñanza y después de la misma
(Fig. 2). Es e p ocedimien o pe mi e, po an o, guia la
e l exión y la acción del p o eso . Espe amos así pode
de ec a aumen os gene ales en la calidad del ap endiza-
je de los es udian es, que se puedan pone di ec amen e
en elación con la ac i idad lec i a desa ollada po el
p o eso .
Pensamos que odos los p o eso es que es án p eocu-
pados po la calidad del ap endizaje de sus es udian es
pueden con ibui decisi amen e a mejo a mucho la
si uación gene al. Pa a ello end án que hace algún es-
ue zo de e l exión undamen ada en el conocimien o de
los ma cos eó icos e ins umen os an es desc i os. Como
esul ado de es a e l exión pod án o ien a su p ác ica
docen e en di ecciones que, cie amen e, conduci án a
sus alumnos a ap endizajes de calidad c ecien e.
A pesa de odo, con iene ale a de que no siemp e las
inno aciones que in oduzcamos en nues a enseñanza
da án el u o que se espe aba inicialmen e. La comple-
jidad del p oblema a o ece la posibilidad de e o es. Lo
impo an e se á siemp e e l exiona e in en a encon a
soluciones. Los ma cos eó icos p esen ados, los esul-
ados de las in es igaciones que es án siendo ealizadas
(como algunas que aquí se han desc i o) y nues o p opio
es ue zo de e l exión, an o indi idual como con o os
docen es, se án uen es po enciales de espues as pa a
odos los p oblemas que se nos p esen en.
NOTA
*Una e sión an e io de es e a ículo ha sido p esen ada como co-
municación en el VI Cong eso In e nacional sob e In es igación en
la Didác ica de las Ciencias: e os de la enseñanza de las ciencias en el
siglo xxi, Ba celona, 12 al 15 de sep iemb e de 2001.
AGRADECIMIENTOS
Fundação pa a a Ciência e a Tecnologia (FCT). P oyec o POCTI/CED/
36466/99-00.
P og ama de Desa ollo Educa i o pa a Po ugal (PRODEP). Minis e-
io de Educación y Comunidad Eu opea.
P og ama Ope a i o Ciencia, Tecnología e (POCTI), del Ma co de
Apoyo Comuni a io III.
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