Hacia una evolución de la concepción de analogía : aplicación al análisis de libros de texto

33 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1), 33–46 HACIA UNA EVOLUCIÓN DE LA CONCEPCIÓN DE ANALOGÍA: APLICACIÓN AL ANÁLISIS DE LIBROS DE TEXTO Fernández González, José1; González González, Benigno M.2 y Moreno Jiménez, Teodomiro3 1 Didáctica de las Ciencias Experimentales. Departamento de Didácticas Especiales. Facultad de Educación. Universidad de La Laguna 2 Formación del Profesorado de La Laguna. Tenerife 3 IES Anaga. Tenerife [email protected] [email protected] [email protected] INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA Resumen. Las analogías han contribuido a la construcción y desarrollo del conocimiento científi co y a su posterior comunicación, por lo que se consideran fundamentales en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. En este trabajo se analizan las posiciones acerca de la idea de analogía y se establece una propuesta de su concepción y estructura. Esto ha permitido identifi car y estudiar la distribución de las analogías presentes en los libros de texto de enseñanza secundaria, atendiendo a las siguientes variables: fecha de publicación, etapa educativa, materia y curso. Palabras clave. Modelo, analogía, relación analógica. Summary. Analogies have contributed to the construction and development of scientifi c knowledge and to its ulterior presentation, because they are essential in the scientifi c teaching-learning process. In this work the positions about the idea of analogy are analysed and a suggestion about conception and structure analogy is proposed. This fact has permitted the identifi cation and research of the analogy distribution in secondary education textbooks. All this in relation with the following variables: publication date, education level, subjet and school year. Keywords. Model, analogy, mapping. INTRODUCCIÓN El uso de comparaciones tales como analogías, metáforas, símiles o ejemplos constituye una actividad espontánea de las personas a la hora de dar sentido a lo desconocido. Consecuencia de ello es el papel relevante que han desempeñado las analogías en la construcción de nuevas representaciones científi cas. Los científi cos las emplean frecuentemente a la hora de elaborar y presentar sus teorías a otros miembros de la comunidad científi ca (Clement, 1993). Las analogías también las utiliza el profesorado como recurso didáctico en sus clases, y los autores y editores de libros de texto, ya que constituyen una ayuda para el desarrollo de destrezas de razonamiento científi co, para INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 34 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1) la asimilación de conceptos teóricos abstractos e, incluso, para la comprensión de la naturaleza de la ciencia (Lawson, 1993; Wong, 1993; Aragón, 1997). Las analogías relacionan los contenidos abstractos con la realidad concreta (Dagher, 1994), facilitando su visualización, por lo que constituyen una herramienta que el profesorado puede utilizar –junto con la experimentación y la demostración– para acrecentar la inteligibilidad y plausibilidad de las explicaciones (Osborne y Freyberg, 1985). Facilitan al alumnado ver la ciencia como un «progreso del conocimiento» (Roberts, 1970) y refuerzan su potencial imaginativo, creatividad y habilidad para hacer inferencias y nuevas conexiones mentales. Las analogías permiten construir el nuevo conocimiento y promover, por tanto, el aprendizaje signifi cativo (Bloom, 1992). DEFINICIONES Y POSICIONES ACERCA DE LA IDEA DE ANALOGÍA A pesar del importante papel de las analogías en el proceso enseñanza-aprendizaje de las ciencias, no existe unanimidad entre los investigadores a la hora de defi nir y concebir la analogía. La bibliografía, por tal motivo, es pródiga en defi niciones de analogía, de manera que en una reciente revisión bibliográfi ca se han encontrado más de una veintena, entre ellas las que se muestran a continuación1: 1) «Siempre que algo es explicado usando comparaciones con otros fenómenos o conceptos estamos haciendo uso de una instrucción con analogías» (Simons, 1984). 2) «La comprensión del tópico por medio del análogo es la base de la analogía» (Donnelly y McDaniel, 1993). 3) «A través de las analogías se puede construir la comprensión de situaciones nuevas por comparación con dominios más familiares del conocimiento» (Wong, 1993). 4) «El objetivo de las analogías es facilitar el desarrollo de modelos conceptuales de nuevas situaciones o conceptos que presentamos a los alumnos por comparación con situaciones familiares» (Iding, 1997). 5) «Una analogía es una comparación entre dos ítems que normalmente no son parecidos» (Davis y Davidson, 1994). 6) «Analogía: relación de semejanza entre cosas distintas» (Piñar, 1998). 7) «Entendemos por analogía aquellos aspectos del discurso explicativo del profesor en los que se usa una situación familiar similar para explicar un fenómeno poco familiar» (Dagher y Cossman, 1992). 8) «Una analogía es un proceso: es el proceso de identifi car similitudes entre conceptos diferentes» (Glynn, 1991). 9) «Parecido en algunos detalles entre cosas, que, por otro lado, son diferentes: similitud, correspondencia, paralelismo...» (Webster’s Third New International Dictionary, 1986). 10) «Las analogías son cosas o sucesos que son similares a lo que uno está intentando entender» (Glynn, Russell y Noah, 1997). 11) «Una analogía es una correspondencia desde algunos puntos de vista entre conceptos, principios o fórmulas no similares. Más precisamente, es un esquema de relaciones entre características similares de esos conceptos, principios o fórmulas» (Glynn, Britton, Semrud-Clikeman y Muth, 1989; Thiele y Treagust, 1994). 12) «Una analogía es el resultado de identifi car similitudes entre dos conceptos. En este proceso hay una transferencia de ideas desde el concepto familiar, llamado análogo, al concepto desconocido, llamado tópico» (Glynn, Law y Doster, 1998). 13) «Las analogías son comparaciones no literales entre dominios de conocimiento a simple vista diferentes» (Zook, 1991; Iding, 1997). 14) «El uso del término analogía se refi ere a comparaciones de estructuras entre dos dominios» (Duit, 1991). 15) «Una analogía es una relación entre partes de las estructuras de dos dominios. Por lo tanto, una analogía puede ser vista como un estado de comparación, sobre la base de similitudes, entre las estructuras de dos dominios» (Duit, 1991). 16) «Una analogía se refi ere a comparaciones de estructuras entre dominios. Una analogía es una relación entre partes de las estructuras de dos dominios conceptuales y puede ser vista como una comparación fundamentada en la similitud que tienen esas estructuras entre sí» (Treagust, Duit, Joslin y Lindauer, 1992). 17) «Son relaciones que se establecen desde una estructura (análogo) a otra (tópico)» (Newton y Newton, 1995). 18) «La analogía permite la aplicación de estructuras conceptuales previas a nuevos problemas y dominios y, desde aquí, el aprendizaje rápido de nuevos sistemas» (Gentner, Forbus y Kenneth, 1996). 19) «Son las relaciones que se establecen entre la representación de una estructura conceptual (tópico) y un esquema estructuralmente similar del conocimiento base (análogo)» (Halford, 1993). 20) «La analogía es, principalmente, un proceso de comparación en el que se establecen comparaciones de esquemas relevantes entre el análogo y el tópico. Las comparaciones que se establecen de atributos entre el análogo y el tópico son pocas o ninguna» (Gentner, 1983). En la primera defi nición se puede observar cómo Simons (1984) fundamenta la analogía en dos términos: comparación y explicación. Asume, por tanto, que las analogías se usan en la explicación de fenómenos o conceptos mediante la comparación. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 35 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1) «Una analogía se usa con la fi nalidad de comprender el tópico por medio del análogo». Donnelly y McDaniel (1993) aportan con esta concepción, en su defi nición de analogía, el término tópico para designar aquello que se intenta comprender y el término análogo para designar el medio del que se va a valer para conseguir dicha comprensión. Aunque no explicitan las características del análogo y del tópico ni cómo tiene lugar dicha comprensión, en esta defi nición queda claro que la fi nalidad de la analogía es la comprensión. Wong (1993) fundamenta la analogía en la comparación de dos situaciones: situación familiar (o dominio familiar) y situación nueva. La fi nalidad de dicha comparación es la comprensión de la situación nueva. Iding (1997) establece que el fundamento de la analogía es la comparación entre la situación nueva y la situación familiar, con la fi nalidad de que los alumnos desarrollen modelos conceptuales de la situación nueva. Esta defi - nición no explicita ni la naturaleza de dichos modelos conceptuales ni la fi nalidad de los mismos. Sin embargo, se percibe que la fi nalidad de la analogía es facilitar la comprensión de las situaciones o conceptos nuevos. Ninguna de las defi niciones anteriores hace alusión a la relación entre el análogo y el tópico. Se puede pensar, por lo tanto, que esta relación no existe y que cualquier situación familiar se puede comparar con una situación desconocida para lograr su comprensión. Davis y Davidson (1994) especifi can, en este sentido, que se comparan dos ítems –se entiende que se refi eren a dos situaciones– que normalmente no son parecidos. Aunque esta defi nición no es muy precisa, introduce un nuevo término que permite relacionar el análogo y el tópico: parecido. En la analogía se propone una relación de semejanza, pero esta semejanza se da entre cosas distintas. No se apunta, sin embargo, cuántas cosas distintas intervienen en esta relación de semejanza ni tampoco si alguna de ellas debe ser familiar. No se explicita la fi nalidad de la analogía. Esta relación de semejanza también se manifi esta en la defi nición de Dagher y Cossman (1992), en la que queda patente que la fi nalidad de la analogía es la comprensión de un fenómeno poco familiar. Dicha comprensión se consigue explicando dicho fenómeno a partir de una situación familiar. Glynn, Law y Dossier (1998) defi nen la analogía como un proceso en el que se identifi can similitudes entre conceptos diferentes. Vuelve a quedar patente, por lo tanto, que la semejanza tiene lugar entre conceptos diferentes. Esta semejanza entre conceptos diferentes queda también de manifi esto en la defi nición de Webster’s Third New International Dictionary (1986). Sin embargo, en estas defi - niciones no se explica cuántos conceptos diferentes pueden intervenir en dicha relación de semejanza ni si alguno de ellos debe ser familiar. Tampoco se explicita la fi nalidad de la analogía, es decir, la fi nalidad del proceso de identifi car las similitudes entre los conceptos diferentes. Sin embargo, en una defi nición posterior, Glynn, Russell y Noah (1997) establecen que las analogías son cosas o sucesos similares que uno está intentando entender. De esta forma dejan claro que en la relación de semejanza interviene un concepto que se quiere entender, pero no clarifi can el número y la naturaleza de los otros conceptos. Queda patente que la fi nalidad de la analogía es la comprensión. Glynn, Britton, Semrud-Clikeman, Muth (1989) y Thiele y Treagust (1994) coinciden en que una analogía es una comparación desde algunos puntos de vista, de conceptos, principios o fórmulas que son diferentes y que dicha comparación conlleva el establecimiento de un esquema de relaciones entre las características similares de dichos conceptos, principios o fórmulas. Aunque no especifi can ni la naturaleza ni el número de conceptos diferentes que intervienen en la comparación, explicitan que entre ellos pueden existir varias características que consiguen relacionarse en base a su semejanza. Esta relación de varias características semejantes da lugar a un esquema de relaciones. Por tanto, cuando estos autores se refi eren a esquema de relaciones aluden a que la relación de las características semejantes, entre los conceptos diferentes, puede concebirse mediante un esquema. El desarrollo de este esquema es la fi nalidad o el resultado de la analogía, según Glynn, Law y Dossier (1998). Además, estos autores restringen los conceptos que se comparan y los denominan análogo (familiar) y tópico (desconocido). Sin embargo, la aportación más importante de estos autores está en la transferencia de ideas. En la analogía, como resultado del desarrollo del esquema de relaciones entre el análogo y el tópico, tiene lugar una transferencia de ideas –o transferencia de conocimiento– desde el análogo al tópico. Las defi niciones comentadas hasta el momento aportan lo siguiente: 1) La analogía se utiliza en la explicación de una situación o concepto nuevo (tópico) mediante una situación o concepto conocido (análogo). 2) El análogo y el tópico son diferentes, aunque presentan características similares o semejantes. 3) La analogía es un proceso en el que, mediante la comparación del análogo y del tópico, se establece un tejido o trama de relaciones2 entre las características similares de ambos. Esta trama de relaciones puede concebirse como un esquema que relaciona las características similares entre análogo y tópico. 4) La fi nalidad de la analogía es la comprensión de la situación nueva o desconocida, es decir, del tópico. Esta comprensión se consigue porque la analogía facilita el desarrollo de modelos conceptuales del tópico y permite que haya una transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico. Todas las defi niciones tratan características similares entre el análogo y el tópico, pero en ninguna fi gura una clasifi - cación o jerarquización de las mismas. Se podría pensar que en la analogía todas las características que se comparan entre lo desconocido (tópico) y lo familiar (análogo) INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 36 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1) son del mismo tipo. O que todas valen: sólo es necesario que sean características semejantes. Esto último equivale a suponer que la transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico se fundamenta, por igual, en todas las características semejantes entre ambos. Las defi niciones que se van a explicar a continuación ponen de manifi esto que esto no es así, que existen diferentes tipos de características semejantes –o diferentes tipos de semejanza– entre el análogo y el tópico y que no todas tienen igual ponderación en la transferencia de conocimiento entre ambos. Zook e Iding (1997) advierten de ello cuando introducen en su defi nición de analogía la expresión comparaciones no literales. Las analogías son, por tanto, comparaciones con peculiaridades. Esta defi nición vislumbra la existencia de diferentes tipos de comparaciones en la analogía. Es una defi nición de analogía que incita a la refl exión, aunque es poco precisa y clarifi cadora. Las defi niciones de Duit (1991) son, en este sentido, más clarifi cadoras. Restringen las relaciones a comparaciones de estructuras, es decir, a comparaciones entre características que constituyen el fundamento conceptual del análogo y del tópico. En la analogía se comparan, por tanto, características estructurales. Además, Duit precisa que sólo se comparan las características estructurales que son semejantes. Cabe señalar la observación hecha por Duit, aunque no forme parte de la defi nición de analogía aportada por este investigador, al señalar que en la comparación de las características estructurales semejantes se desarrollan tanto el análogo como el tópico. Es decir, siempre que se usa una analogía no sólo se explica el tópico sino que también se desarrolla el análogo (Duit, 1991). Treagust, Duit, Joslin y Lindauer (1992) también defi nen la analogía en los términos anteriores. Del mismo modo Newton y Newton (1995) defi nen la analogía como relaciones –comparaciones– entre estructuras: la del análogo y la del tópico. Asignan a estas comparaciones un sentido, el que va desde el análogo al tópico. Dicho sentido en el que se establece la comparación lleva implícito la transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico. Sin embargo, en esta defi nición no se advierte que las estructuras que se comparan deban ser similares. Tampoco se especifi ca si dichas estructuras son las estructuras totales del análogo y del tópico o sólo una parte de las mismas. Gentner, Forbus y Kenneth (1996) defi nen la analogía como aquello que permite aplicar –transferir– el conocimiento de estructuras conceptuales previas –estructura del análogo– a nuevos problemas y dominios –estructura del tópico– y, desde aquí, el aprendizaje del tópico. Si bien esta defi nición explica que la transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico es estructural, no explicita el tipo de semejanza estructural del análogo y del tópico, ni si dichas estructuras son las estructuras totales o sólo una parte de las mismas. Halford sí explicita, en su defi nición de analogía, la similitud entre las estructuras del análogo y del tópico que se comparan o relacionan. Indica, además, que dichas estructuras se pueden representar mediante esquemas. No explicita tampoco si esa similitud afecta a la totalidad o a una parte de las estructuras. Se puede afi rmar, en base a las últimas defi niciones, lo siguiente: 1) Entre el análogo y el tópico existe un tipo de semejanza, la semejanza estructural. 2) En el proceso de comparación que tiene lugar en la analogía entre el análogo y el tópico interviene la semejanza estructural. 3) La semejanza estructural afecta sólo a parte de las estructuras del análogo y del tópico. 4) En la analogía tiene lugar una transferencia de conocimiento desde parte de la estructura del análogo a parte de la del tópico. Es decir, la transferencia de conocimiento se produce desde la semejanza estructural. 5) Las estructuras del análogo y del tópico se pueden representar mediante esquemas. Estas afi rmaciones refl ejan la gran importancia que tiene en la analogía la semejanza estructural. Sin embargo, son poco explícitas en lo referente a cómo representar la estructura conceptual del análogo o del tópico. Tampoco ponen de manifi esto la existencia de otro tipo de semejanza en la analogía, diferente de la semejanza estructural. Gentner (1983), en el denominado modelo estructural de razonamiento analógico, admite que en el proceso de comparación existe una transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico, y que sólo se transfi ere aquello que es semejante y de interés del análogo, hecho que caracteriza un tipo de razonamiento imprescindible cuando se usa la analogía: el «razonamiento analógico». Con estas argumentaciones propone la defi nición de analogía (que fi gura en el número 20 de las encontradas en la revisión bibliográfi ca): «La analogía es, principalmente, un proceso de comparación en el que se establecen comparaciones de esquemas relevantes entre el análogo y el tópico. Las comparaciones que se establecen de atributos entre el análogo y el tópico son pocas o ninguna» (Gentner, 1983). El modelo estructural, del que forma parte esta defi - nición, admite que tanto el conocimiento del análogo como el del tópico pueden representarse de forma que se reconozca lo siguiente: 1) Que el análogo y el tópico están constituidos por elementos («componentes» en lo sucesivo, según nuestra terminología) y que éstos forman parte de su estructura. 2) Que cada elemento («componente») viene caracterizado por una serie de propiedades o características denominadas atributos. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 37 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1) 3) Que entre los elementos («componentes») existen conexiones (que identifi camos como «nexos»), que son las correlaciones o comparaciones entre estos elementos («componentes»). 4) Que estas conexiones («nexos») constituyen la estructura del análogo y del tópico. Con ella se acepta que la información importante que se transfi ere entre el análogo y el tópico está contenida en los nexos y no en los atributos y, por tanto, las comparaciones relevantes entre análogo y tópico son las de los nexos, más que las de los componentes o atributos. Queda pues establecido que: – la analogía es un proceso de comparación de nexos semejantes, independientemente de los componentes de los que esos nexos estén formando parte (Gentner, 1989); – las comparaciones importantes son entre nexos semejantes. Este modelo estructural del razonamiento analógico distingue las comparaciones de atributos de componentes –a las que denomina comparaciones de orden inferior– de las comparaciones de nexos –a las que denomina de orden superior. Establece que la fi nalidad de la analogía es la comprensión del tópico por transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico. En otras palabras, en el modelo estructural, la transferencia de conocimiento se produce por comparación de nexos semejantes (semejanza estructural). A esto último se le da el nombre de principio de sistematicidad. La defi nición de Gentner (1983) lleva implícito el principio de sistematicidad al establecer que en la analogía se comparan nexos relevantes. En la analogía, los nexos semejantes en el análogo y el tópico van a ser, por lo tanto, los nexos relevantes. Además, en la transferencia de conocimiento no interviene toda la estructura del análogo y del tópico. Este hecho se denomina, en el modelo estructural, con el nombre de restricción estructural en la analogía y aparece refl ejado en la fi gura 1. CONCEPCIÓN DE ANALOGÍA La comparación relaciona una situación familiar al alumno, denominada análogo, con el concepto teórico y abstracto desconocido, denominado tópico. Facilita, por tanto, la conexión entre el conocimiento adquirido previamente y lo que se pretende aprender para que tenga lugar una transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico. El proceso mental, estructural y funcional que comprende la comparación y la transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico se denomina analogía. El razonamiento que tiene lugar cuando se usa la analogía y que permite que sólo se transfi era aquello que es semejante y útil del análogo para la comprensión del tópico se denomina razonamiento analógico. El alumno dispone, de esta forma, mediante la analogía y el razonamiento analógico asociado a ella, de un modelo mental adecuado e imprescindible para posteriores aprendizajes, constituido por la estructura común de las relaciones que se establecen entre el análogo y el tópico, tal como se refl eja en la fi gura 2. Siempre que se usa una analogía no sólo se desarrolla el tópico sino también el análogo, debido a que el análogo puede verse desde una nueva perspectiva, la perspectiva del tópico. Por este motivo, el profesor puede alternar en sus explicaciones el rol del análogo y del tópico y contribuir a un aprendizaje más profundo del tópico. Ésta es la razón por la que en la fi gura 2, donde se ha representado la estructura de una analogía, se ha relacionado el análogo, el tópico y el modelo mental con fl echas dobles. El análogo y el tópico son diferentes, aunque presentan características similares o semejantes. La analogía puede concebirse como un proceso en el que, mediante la comparación del análogo y del tópico, se establece una trama de relaciones –relación analógica– entre las características similares de ambos. Se puede imaginar esta Figura 1 Nexos relevantes. NEXOS NEXOS NEXOS SEMEJANTES O RELEVANTES ANÁLOGO TÓPICO Figura 2 Estructura de la analogía, base del razonamiento analógico. RAZONAMIENTO ANALÓGICO TRAMA / RELACIÓN ANALÓGICA COMPONENTES ATRIBUTOS NEXOS COMPONENTES ATRIBUTOS NEXOS MODELO MENTAL ANÁLOGO TÓPICO INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 38 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1) trama de relaciones como un entretejido que relaciona las características similares del análogo y del tópico. Pero, ¿qué tipo de características similares forman parte de la trama de relaciones? Para contestar a esta pregunta se admite, antes, lo siguiente (Fig. 2, Cuadro I): 1) Que tanto el análogo como el tópico están formados en su estructura por componentes. 2) Que cada componente se caracteriza por una serie de propiedades, características o atributos. 3) Que entre los componentes existen nexos que son las correlaciones o comparaciones entre estos componentes. 4) Que estos nexos constituyen la estructura del análogo y del tópico. 5) Las comparaciones de nexos (características estructurales) semejantes del análogo y del tópico son la parte fundamental de la trama o relación analógica. Estas comparaciones pueden ser una semejanza estructural si afecta a su confi guración o pueden alcanzar el signifi cado y la función: semejanza semántica y funcional. 6) Las comparaciones de atributos (características superfi ciales) semejantes entre el análogo y el tópico tienen un carácter más secundario en la relación analógica. Se suelen denominar semejanza superfi cial. Son características de los componentes Atributos Características Semejanza superfi ciales superfi cial Nexos Características Semejanza estructurales estructural Comparaciones entre componentes Con el convencimiento de que no se puede dar una defi nición de analogía por cuanto representa todo un proceso complejo, sí que se intenta dar una respuesta simplifi cada basada en las argumentaciones anteriores: «Una analogía es una propuesta representativa de las estructuras del análogo y del tópcio. Mediante una trama de relaciones se comparan, fundamentalmente, los nexos semejantes entre ambos. »Su fi nalidad es la comprensión y el aprendizaje del tópico mediante la transferencia de conocimiento del análogo al tópico. »Las comparaciones de atributos semejantes tienen un carácter secundario» (González, 2002). COMPARACIÓN CON OTROS AUTORES A continuación se hace un análisis comparativo entre la concepción de analogía argumentada en el apartado anterior y las distintas defi niciones de analogía encontradas en la revisión bibliográfi ca. El análisis comienza con las cinco primeras defi niciones que se explicitaron anteriormente. En estas defi niciones queda patente que la analogía se fundamenta en la comparación y en la explicación del tópico para que se produzca su comprensión y aprendizaje. También queda patente que se compara una situación familiar, el análogo, con una desconocida o nueva, el tópico. En esta comparación, los alumnos desarrollan modelos mentales del tópico, modelos que están directamente relacionados con la trama de relaciones entre el análogo y el tópico. Todos estos aspectos se tienen en cuenta en el planteamiento de analogía que se ha propuesto. Otro grupo de defi niciones de analogía, como las que comprenden de la 6 a la 12 inclusive, se analizan a continuación. En este grupo de defi niciones queda patente que análogo y tópico son situaciones o conceptos diferentes entre los que existe una relación de semejanza y que ésta se puede visualizar mediante un esquema –o trama de relaciones– que compare las características similares de ambos. También se pone de manifi esto que en esta comparación existe una transferencia de ideas. Estos aspectos están también presentes en el planteamiento de analogía propuesto. Las defi niciones 13 a la 19 inclusive contemplan la existencia de un tipo de semejanza entre el análogo y el tópico, la semejanza estructural. Confi rman que es la semejanza estructural la única que interviene en el proceso de comparación entre el análogo y el tópico para que tenga lugar la transferencia de conocimiento, y que ésta no afecta a la totalidad de la estructura de ambos. Además, revelan que las estructuras del análogo y del tópico, al igual que la trama de relaciones entre ambos, se pueden representar por medio de esquemas. – – – – – – Cuadro I Esquema acerca de nexos y atributos. INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 39 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1) La última defi nición del análisis es la de Gentner (1983), defi nición en la que se constata la existencia de otro tipo de semejanza, de menor importancia, denominada semejanza superfi cial o semejanza entre atributos. Esta defi nición forma parte del denominado modelo estructural de razonamiento analógico, modelo que admite que tanto el análogo como el tópico están constituidos por componentes, atributos de componentes y nexos entre componentes y que son los nexos los que conforman su estructura. Implica que la semejanza estructural es una semejanza entre nexos. Como se puede observar, todos estos aspectos se recogen en el planteamiento de analogía. Sin embargo, ninguna de las defi niciones anteriores es capaz de concretar el tipo de semejanza que puede existir entre los nexos. Esta puntualización se debe a Holyoak y Thagard (1989) y Thagard (1992) al afi rmar que entre los nexos puede existir semejanza estructural y semejanza semántica. La semejanza estructural incluye aquellos nexos que presentan componentes con confi guraciones similares. Se trata de nexos que presentan relaciones o proporciones semejantes entre sus componentes. La semejanza semántica es la que presentan los nexos que tienen signifi cados semejantes, es decir, que tienen un comportamiento o funcionamiento semejante. La aportación de Holyoak y Thagard es muy interesante y coherente con la propuesta que se ha planteado de analogía. Basta con refl exionar en la mención que en ella se hace de «nexos semejantes entre ambos». Al mencionar la semejanza entre nexos se alude de manera implícita a los dos tipos de semejanza que proponen los investigadores: la semejanza estructural y la semejanza semántica. INTERPRETACIÓN DE LA CONCEPCIÓN DE ANALOGÍA La analogía del sistema solar como representación del átomo de Rutherford va a servir de ejemplo para interpretar la propuesta de concepción de analogía planteada y argumentada anteriormente. Se trata de reconocer en esta analogía el tópico, el análogo, los componentes del tópico y del análogo, los atributos y los nexos de ambos. Asimismo se resaltará la comparación de nexos semejantes o relevantes, la semejanza estructural, semejanza funcional o semántica, la semejanza superfi cial y la escenifi cación de la trama o relación analógica. En esta analogía, el análogo (lo familiar y conocido) es el sistema solar y los componentes son el Sol y los planetas. El tópico (lo que se propone enseñar y desconocido) es el átomo de Rutherford y sus componentes son el núcleo y los electrones. Los atributos del sistema solar son, por ejemplo, el tamaño del Sol y los planetas, su forma, su temperatura, su color, etc. Los atributos del átomo de Rutherford son, por ejemplo, la forma y tamaño –geometría y disposición– del núcleo y de los electrones. Los nexos que existen entre los componentes del sistema solar son los siguientes: distancia entre el Sol y los planetas, fuerza atractiva entre el Sol y los planetas, giro de los planetas alrededor del Sol, mayor masa del Sol que la de los planetas y mayor temperatura del Sol que la de los planetas. Los nexos que existen entre los componentes del átomo de Rutherford son los siguientes: distancia entre el núcleo y los electrones, fuerza atractiva entre el núcleo y los electrones, giro de los electrones alrededor del núcleo y mayor masa del núcleo que la de los electrones. NEXOS DEL ANÁLOGO SOL PLANETA NEXOS DEL TÓPICO NÚCLEO ELECTRÓN La transferencia de conocimiento desde el análogo al tópico se produce, fundamentalmente, como resultado de comparaciones entre nexos semejantes –comparaciones de orden superior, como los que se muestran en el siguiente esquema: Mayor masa del Sol que Mayor masa del núcleo que de los planetas de los electrones Distancia del Sol a los Distancia del núcleo a los planetas electrones Fuerza atractiva entre Fuerza atractiva entre el el Sol y los planetas núcleo y los electrones Giro de los planetas Giro de los electrones alrededor del Sol alrededor del núcleo masa temperaturadistancia atrae giro alrededor masa distancia atrae giro alrededor INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 40 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1) Así pues, la transferencia de conocimiento tiene lugar entre nexos semejantes. Por este motivo, cuanto mayor sea el grado de semejanza en una analogía, mayor va a ser la cantidad de conocimiento relevante que pueda transferirse desde el análogo hacia el tópico. La fi gura 3 muestra la estructura de la analogía del sistema solar: En la analogía del sistema solar existe una gran semejanza entre el análogo y el tópico porque la mayoría de los nexos presentes en ambos son semejantes. En otras palabras, el subconjunto de los nexos relevantes es bastante extenso, ya que incluye la mayoría de los nexos del análogo y del tópico. Estos nexos son semejantes en su confi guración (semejanza estructural): Mayor masa del Sol Mayor masa del núcleo que de los planetas que de los electrones Distancia del Sol Distancia del núcleo a los planetas a los electrones Giro de los planetas Giro de los electrones alrededor del Sol alrededor del núcleo O son semejantes en su signifi cado en relación con la función que desempeñan (semejanza semántica y funcional), de manera que son los responsables de la semejanza en el comportamiento o funcionamiento del análogo y del tópico. Fijémonos en el último de los nexos anteriores y en el siguiente: Fuerza atractiva entre Fuerza atractiva entre el el Sol y los planetas núcleo y los electrones De hecho, tanto en el sistema solar como en el átomo de Rutherford, la fuerza atractiva determina el giro a una cierta distancia entre cuerpos de diferente masa. Siempre existirán nexos que no se corresponden, que no tienen un semejante y, por lo tanto, que no serán relevantes para la analogía, como es el caso del nexo «más temperatura que». Este nexo es descartado en este proceso de comparaciones del sistema solar y el átomo de Rutherford. En defi nitiva, en esta analogía la semejanza estructural y semántica puede dirigir a los alumnos hacia el descubrimiento de los siguientes nexos relevantes: «distancia» (Sol, planeta y núcleo, electrón), «fuerza atractiva» (Sol, planeta y núcleo, electrón), «gira alrededor de» (planeta, Sol y electrón, núcleo) y «más masa que» (Sol, planeta y núcleo, electrón). La semejanza superfi cial, es decir, las comparaciones entre los atributos del análogo y del tópico, puede dar lugar a que se transfi eran atributos erróneos para el aprendizaje. Este hecho es especialmente importante en los alumnos más jóvenes, porque son los alumnos que dan mayor importancia a esta semejanza, como consecuencia de tener más difi cultades para entender la analogía (Gentner y Gentner, 1983). Un ejemplo de ello se tiene en el color amarillo del Sol, debido a su elevada temperatura. Este atributo puede dirigir a los alumnos a pensar que tiene su semejante en el núcleo y, por este motivo, a transferir el nexo «más caliente que». ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN DE ANALOGÍAS EN LOS LIBROS DE TEXTO Se ha llevado a cabo un análisis de las analogías en los libros de texto que contempla las siete editoriales de educación secundaria que mayor arraigo tienen dentro del ámbito nacional (González y Moreno, 1998; González, Moreno y Fernández, 2000; González, 2002). Son las siguientes: Ecir, Edebé, Anaya, McGraw Hill, SM, Oxford educación (u Oxford) y Santillana. Conforman una muestra de 84 libros de texto que tratan sobre las siguientes materias de educación secundaria: ciencias de la naturaleza, física y química, biología y geología, física, química, biología, geología y ciencias de la tierra y medio ambiente. El número de textos de cada editorial que forman parte de este análisis no es el mismo, puesto que, en el momento de realizar el estudio, algunas editoriales no habían publicado el texto correspondiente a determinadas materias. Aunque es habitual que cada editorial publique un único ejemplar por curso y materia, la editorial SM publica dos ejemplares en cada uno de los cuatro cursos de la educación secundaria obligatoria. Así sucede en ciencias de la naturaleza de 1º y 2º de ESO (Explora y Ozono), en biología y geología de 3º y 4º de ESO (Biosfera y Darwin) y en física y química Figura 3 Estructura de una analogía. Comparaciones Trama / Relación analógica componentes: Sol, planetas atributos: Tamaño, temperatura, color nexos: Distancia, fuerza giro alrededor, más masa que…, más temperatura que… MODELO MENTAL ANÁLOGO TÓPICO componentes: Núcleo, electrones atributos: forma nexos: Distancia fuerza atractiva, giro alrededor, más masa que… INVESTIGACIÓN DIDÁCTICA 41 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005, 23(1) de 3º y 4º de ESO (Interacción y Newton). La fi nalidad, según los autores y editores de SM, es ofrecer al profesor y a los alumnos dos líneas didácticas diferentes: a) por un lado, una línea más innovadora, en la que se exploran las ideas previas de los alumnos y se fomenta la discusión y participación de éstos en clase a través de numerosas actividades prácticas. Pertenecen a esta línea los textos que presentan la denominación Explora, Biosfera e Interacción. En esta investigación se denomina a esta línea SM (I); b) por otro lado, se presentan una línea más habitual, con mayor profundidad conceptual y actividades numéricas. Pertenecen a ella los textos que muestran la denominación Ozono, Darwin y Newton. Se denomina línea SM (T). El análisis de los 84 libros de texto ha permitido identifi car 399 analogías, de acuerdo con la concepción de analogía que se ha argumentado. A continuación se muestran algunos de los resultados del mismo (González, 2002), concretamente aquéllos que están relacionados con la distribución de las analogías en los libros de texto. Distribución de las analogías en los textos de cada una de las editoriales El número total de analogías identifi cadas (399) en relación con el número de libros de texto analizados (84) representa la cantidad promedio3 de analogías por cada libro de texto. Se obtiene una cifra de 4,75 analogías por cada libro de texto. Así, por ejemplo, en el caso de los textos de química, el número total de analogías identifi cadas es 28 y el de textos analizados 6, datos que reportan un promedio de 4,67 analogías por cada libro de texto. Estos promedios son bajos si se comparan con el de otras investigaciones llevadas a cabo con libros de texto de otros países. Así, Curtis y Reigeluth (1984) obtuvieron un promedio de 8,3 analogías por cada libro de texto cuando analizaron una muestra de 26 libros de texto americanos de ciencias –biología, ciencias naturales, física, química, ciencias de la tierra y geología– de secundaria. Thiele y Treagust (1994), en un análisis de 10 libros de texto de química de secundaria australianos, obtuvieron un promedio de 9,3 analogías por cada libro de texto. Tabla I Número de analogías por materias en ESO y en bachillerato. Nivel educativo ESO BACHILLERATO TOTAL Materias CCNN FYQ BYG TOTAL FYQ BYG F Q B G CTMA TOTAL Núm. de textos 16 16 16 48 7 7 7 6 7 1 1 36 84 Núm. de analogías 85 70 56 211 43 45 43 28 28 0 1 188 399 % de analogías 21,3 17,5 14,0 52,8 10,8 11,3 10,8 7,02 7,02 0 0,251 47,2 100 Gráfi co 1 Promedio de analogías por cada texto. Santillana Oxford SM (T) SM (I) MGH Anaya Edebé Ecir Número de textos Analogías por texto 3,75 12 10 11 11 11 11 11 12 6,10 5,36 6,36 1,64 4,50 3,45 8,54