Estudio de la progresión en la delimitación de las "ideas" del alumno sobre fuerza

INVESTIGACI~N DIDÁCTICA ESTUDIO DE LA PROGRESI~N EN LA DELIMITACI~N DE LAS MIIIEASH DEL ALUMNO SOBRE FUERZA JIMÉNEZ G~MEZ, E.', SOLANO, 1.1 y MARÍN, N.~ Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Universidad de Murcia. Departamento de Didáctica. Universidad de Almería. SUMMARY The aim of this paper is to analyse if there has been any progress in the results that different papers about learners' «ideas» have shown in Dynamics. To that end, a wide sample of papers about «pupils' knowledge* concerning the concept of force has been chosen and a set of categories has been establihed in order to set up the criteria that allow us to compare the information presented in those papers. INTRODUCCI~N El constructivismo, como método de enseñar ciencia, dos, las iiriplicaciones en el aula tampoco han sido fundamenta su estrategia didáctica en el supuesto de que coordinadais y la terminología no ha sido consensuada el alumno adquiera los contenidos objeto de enseñanza (Jiménez Gómez, Solano y Marín, 1994). mediante una construcción activa a partir de «lo que sabe». No obstante, existen diversos modos de entender, Un análisis lakatosiano realizado por Gilbert y Swift averiguar y conceptualizar lo que entienden los investi- (1985), cornparando las aportaciones de la teoría de gadores y educadores por estos términos (Gómez et al., Piaget con las realizadas por el «movimiento de las 1992). concepciones alternativas» (MCA), llega a concluir que la teoría piitgetiana estaba en periodo regresivo, mienBajo «lo que el alumno sabe» subyacen términos, metotras que el MCA presentaba indicios de cierta prodologías y marcos teóricos diferentes (Hashweh, 1988). gresión. Esta situación fue calificada hace ya más de diez años por Gilbert y Swift (1985) de fase «preparadigmática», Según Lakatos (1974 y 1983), el principal criterio para por analogía con la descripción de Kuhn (1981) de los determinar si una teoría es progresiva es a través de su cambios científicos. En efecto, en esta fase, las distintas capacidad cle predecir hechos nuevos; es decir, su desapropuestas sobre «lo que el alumno sabe» han estado rrollo teórico anticipa su desarrollo empírico. Este critepoco coordinadas, así: la metodología de investigación rio sólo es válido si se utiliza para comparar programas no es compartida, los objetivos últimos no están definide investigación en competencia, razón por la cual ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1997, 15 (3), 309-328 309 Gilbert y Swift lo aplican con las dos tendencias mencionadas. Sin embargo, Marín y Benarroch (1994) mostraron, comparando las aportaciones empíricas sobre concepciones en mecánica y naturaleza corpuscular de la materia, que no está claro que las aportaciones del MCA superen las piagetianas, lo que pondría en entredicho la supuesta progresividad del MCA. Siguiendo esta línea, en este trabajo se va a utilizar sólo uno de los requisitos lakatosianos de progresión, que se puede considerar como el menos exigente: «la teoría debe aportar nuevos datos empíricos de manera progresiva». De aquí, que se comparen las aportaciones empíricas de los distintos trabajos que han abordado el problema de delimitar las «ideas» que poseen los alumnos sobre el concepto de fuerza, con el fin de analizar si ha habido progresión en dicha delimitación. Así, si se ha producido una cierta progresión en el entramado teórico del MCA, se debería apreciar también en los datos que aportan los distintos trabajos realizados sobre «ideas» de los alumnos a lo largo de los años. El principíil objetivo de este trabajo consiste en mostrar si las publicaciones más recientes sobre «ideas» de los alumnos en dinámica aportan nuevos datos no contenidos en otras realizadas con anterioridad. Para conseguir el anterior objetivo se han llevado a cabo los siguientes pasos: a) SelecciBn de un contenido para el que se hayan realizado un buen número de trabajos sobre «ideas» espontáneas de los alumnos. b)Elecció~i de una muestra de trabajos representativos de los periodos a cubrir (antes y después de 1985, fecha de publicación de los trabajos de Gilbert y Swift), que permitan poner de manifiesto si ha existido progresión en la deliniitación de las «ideas» de los alumnos. c) Establecer criterios que permitan comparar los datos aportados por los diferentes trabajos publicados. Selección de un contenido Con el fin de acotar el elevado número de trabajos realizados sobre las «ideas» que tienen los alumnos sobre ciencias (Carmichael et al., 1990; Confrey, 1990), se optó por elegir la mecánica, por ser la fenomenología donde los alumnos han desarrollado el mayor número de esquemas espontáneos y donde más trabajos se han publicado. El número de trabajos realizados en mecánica resultó ser excesivo, por lo que se seleccionaron sólo aquellos artículos que han abordado principalmente nociones ligadas al concepto de fuerza. De esta manera, la fuerza y conceptos con ella relacionados constituyen el contenido académico objeto de la investigación, pues sobre dicho contenido existe un número de trabajos publicados con anterioridad y posteridad al 1985 suficientes para cubrir las pretensiones del trabajo. Elección de una muestra de trabajos representativos de los periodos a cubrir Otro de los problemas es la selección de los trabajos que fuesen representativos de la investigación realizada sobre «ideas» de los alumnos relacionadas con el concepto de,fuerza y que además permitiesen realizar el estudio de progresión en la delimitación «de lo que el alumno sabe» (Jiménez Gómez, Solano y Marín, 1994). Una dificultad añadida es que la mayoría de los trabajos están publicados en actas de congresos, reuniones o encuentros que son difíciles de obtener. De aquí, que se optara por seleccionar sólo aquéllos que hubiesen sido publicados en revistas de ámbito exclusivo de la enseñanza de las ciencias. No obstante, el número de revistas es elevado, por lo que se seleccionaron las siguientes, ordenadas alfabéticamente, que resultaron accesibles para nosotros y porque pensamos que cubren el objetivo de este trabajo: 1. Enseñanza de las Ciencias (1983-1985. El primer número apareció en 1983). 2. European Journal of Science Education, hoy International Journal of Science Education (1979-1995. El primer número que se ha conseguido es del año 1979). 3. Physics Education (1975-1995). 4. Science Education (1975-1995). Una vez seleccionadas las revistas, se ha fijado el periodo de revisión de publicaciones desde el 1979, año en que aparece el trabajo de Viennot, hasta el momento actual. Para solucionar el problema de fijar un año para establecer los periodos a comparar se ha creído oportuno elegir el año 1985. Por un lado, porque es el año en que se publica el trabajo de Gilbert y Swift y, por otro, porque se pudo apreciar que existe una distribución análoga de trabajos en el periodo anterior y posterior al año seleccionado. La clasificación de los trabajos en los dos periodos, antes y después de 1985, permite hacer comparaciones entre ambos grupos y observar si se ha producido progresión en la delimitación de las «ideas» de los alumnos, si bien, como se puede apreciar en las tablas 1, 111, IV y V, la mayoría de las comparaciones se han establecido en un continuo temporal, ordenando los trabajos por el año de publicación. En total se han seleccionado veintinueve artículos, once que corresponden al periodo 1979-85 y dieciocho al 1985-95. Pensamos que son los trabajos más significativos, aunque pudiera faltar alguno debido a que han utilizado palabras claves que no evoquen bien su conteENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1997, 15 (3) nido o porque su temática, aunque tenga cierta relación con el concepto de fuerza, no se han considerado de interés. Se han excluido también aquellas publicaciones de índole exclusivamente teórica, aunque hiciesen en algún momento referencia a «ideas» de los alumnos sobre el concepto de fuerza. Los artículos seleccionados, ordenados por orden cronológico de publicación, aparecen en la tabla 1, donde también se exponen las pretensiones de cada uno de ellos, la muestra utilizada y la técnica de recogida de datos. Criterios de comparación Observando la tabla 1 se puede apreciar la diversidad de pretensiones u objetivos de los diferentes trabajos, muestras y técnicas de recogida de datos (se presentan unas doce maneras diferentes de obtener datos). Esta heterogeneidad dejó entrever la dificultad de realizar estudios comparativos y, sobre todo, la necesidad de hacer agrupamientos en función de semejanzas y diferencias del tipo de aportaciones sobre «lo que el alumno sabe». Del análisis de la tabla 1, del tratamiento que los diferentes autores hacen de los datos (por falta de espacio no se presentan) y de los resultados que ofrecen (algunos de los cuales se exponen en las tablas 111, IV y V), se deduce que para unos «lo que el alumno sabe» acerca del concepto de fuerza son las explicaciones que realizan los alumnos sobre un determinado hecho físico, mientras que para otros son explicaciones o razonamientos independientes de los hechos físicos presentados. Por último cabría indicar que otros autores tienen en cuenta las explicaciones o razonamientos dependientes o independientes de los hechos físicos y además, por provenir dichas explicaciones o razonamientos de la estructura cognoscitiva del sujeto, establecen relaciones con variables de tipo cognitivo. Lo anterior ha permitido establecer tres tipos de categorías que responden, en una primera aproximación, al modo en que los diferentes educadores o investigadores seleccionados conceptualizan las investigaciones referidas a ((10 que el alumno sabe» sobre el concepto de fuerza. Así, se han establecido tres categorías, según que los trabajos: 1. Identifiquen y describan las respuestas de los alumnos y las agrupen por semejanzas o diferencias entre ellas, expresando los resultados mediante porcentajes de alumnos que han respondido de una manera u otra. Los resultados y conclusiones están ligados a las particularidades de los hechos físicos presentados en el cuestionario; a este grupo de trabajos, los hemos denominado descriptivos dependientes de los hechos físicos, y con estos términos se hará referencia más adelante a esta categoría. 2. Después de identificar y describir las respuestas de los alumnos, establezcan relaciones entre dichas respuestas referentes a las distintas preguntas realizadas y a los hechos físicos presentados. El grado de generalidad de las conclusi~ones a las que se llegan hace que los resultados que se ofrecen no estén ligados a dichos hechos e, incluso, algunos autores pueden predecir posibles respuestas de los alumnos a situaciones no presentadas en el cuestionario. La abstracción de los datos se hace desde la lógica del contenido objeto de búsqueda; en nuestro caso, los relacionados con el concepto de fuerza, su evolución histórica y con los conceptos con ella relacionados. Nos referiremos a los trabajos que están dentro de esta categoría con los términos descriptivos independientes de los hechos fisicos. 3. Re1acioni:n las respuestas obtenidas por los alumnos con otros factores o aspectos cognitivos que han mostrado ser rele\.antes, como el nivel cognoscitivo, el estilo cognitivo, 1,a memoria a corto y largo plazo, las operaciones mentalt:~, etc. A estos trabajos les denominaremos descriptivo,^ relacionales, en la medida que no establecen sus relzciones con otros factores cognoscitivos utilizando el contexto teórico en los que fueron establecidos dichos Factores, sino tan sólo utilizando técnicas de estadística descriptiva. En la tabla 11 se presentan las tres categorías establecidas en las que se pueden distribuir todos los trabajos seleccionados sobre dinámica. Las categorías y la clasificación de los diferentes trabajos se han realizado a partir del análisis de las pretensiones u objetivos, tratamiento de los datos y resultados ofrecidos en cada una de las publicacio~ies seleccionadas. Esta categorización permite comparar datos entre los diferentes ;iutores que están clasificados dentro de cada una de ellas, pero la diversidad de situaciones físicas presentadas para obtener información del alumno da lugar a una gran variedad de resultados que dificulta tal comparacicín. Por ello, se ha tomado finalmente como referente para hacer dichas comparaciones las situaciones físicas utilizadas en los cuestionarios, que responden en su mayoría a: 1. Equilibrio estático. 2. Lanzamiento hacia arriba o caída de objetos. 3. Desplazamiento de objetos en un plano horizontal. 4. Interacciones en movimiento relativo. 5. Colisiories. En este trabajo, por razones de espacio, se han elegido aquellos hechos que responden a las situaciones físicas de lanzamiento hacia arriba o caída de objetos, por ser utilizadas por la mayoría de los trabajos seleccionados (21 de los :!9 seleccionados) y porque se pueden realizar, en dichas situaciones, las comparaciones más significativas. Las comp;iraciones entre los trabajos descriptivos relacionales se han realizado entre todos ellos, independientemente di: las situaciones físicas presentadas, pues es posible dicha comparación al ser escaso el número de trabajos clasificados dentro de esta categoría. ENSENANZA DE LAS CIENCIAS, 1997, 15 (3) Tabla 1 Trabajos seleccionados. l , Viennot, 1979 ' Explorar y analizar el razonamiento espontáneo de I Varios cientos de estudiantes principalmente franceses, / Test de papel y lápiz con cuestiones abiertas 1 estudiantes sobre dinámica elemental. , ingleses y belgas. La descripción que realiza de la mues1 sobre situaciones físicas. tra es poco explícita. T 1 Autor y aíia - Pretensiones u objetivos del trahajo I 1 I M~estr a TTéciiica de recogida de datos I I Helm, 1980 Watts, 1982 l Describir los esquemas conceptuales alternativos de 1 los niños sobre gravedad. Proporcionar a los profesores rápidas y útiles formas Watts, 1983 Obtener información cuantitativa de cómo de extendidas estaban una serie de conceptos erróneos o ideas falsas en física. 20 alumnos de lo a 6"de escuelas secundanas de Londres Entrevistas personales de cuarenta minutos entre 12 y 17 años. utili-zando tarjetas con dibujos de líneas simples 1 que representan diversas situaciones donde el l Describir las concepciones de los más jóvenes sobre 1 20 alumnos entre 1 1 y 18 años del área urbana de Londres Entrevistas sobre ejemplos (dibujos esque- , fuerza. (junior y advanced). máticos). de penetrar en el pensamiento de los niños. j concepto de fuerza es posible o no aplicarlo. , Entrevistaclínicacon algunas demostraciones. Selman y otros, Comprobar la siguiente hipótesis: Existe una estruc- ( Fase constructiva: 50 niños de primaria y 10 de high 1 1982 tura general paralela entre el razonamiento lógicoschool. I Cuestionario con formato de elección múltiple. Al final de cada cuestión se dejaba un espacio donde se pedía al alumno incluir una razón para su respuesta. Pruebas de papel y lápiz con demostraciones. El test original fue aplicado a estudiantes de física universitarios de primer año en Sudáfrica. Después: a 334 estudiantes de ciencias físicas de niveles equivalentes al O-leve1 y A-leve1 de escuelas blancas, a 126 de escuelas públicas del mismo nivel y a 65 profesores. l , matemático y la comprensión de conceptos de 1 Tests de elección múltiple. Una vez com- ¡ 1 pletado el cuestionario, se les pedía escribir 1 una explicación. Test de cuestiones de elección múltiple donde ' entre las opciones de respuesta se encontraban conceptos erróneos co-munes o sospechados. Watts, y Zylbersztajn, 1981 I Gunstone y Fase de validación: 105 sujetos en edades comprendidas I ciencias, no siendo ninguno de los dos dominios un 1 prerrequisito para el desarrollo del otro. I White, 1981 entre 3 y 9 años. , Maloney, 1984 Investigar el conocimiento estratégico de los sujetos al determinar cómo los individuos se ocupan de i ' tareas específicas. acerca del concepto de gravedad y de los principios I i Se pedía al alumno que escribiesen sobre sus 1 de la mecánica. predicciones, observaciones y que las I 1 comparase. Conocer: a) la comprensión de los alumnos acerca 125 alumnos de comprehensive schools y sus 5 de la teoría de Newton y en qué medida los profesoprofesores. 112 estudiantes de high schools. Ivowi, 1984 Estudiar la extensión en que se dan una serie de 258 estudiantes de quinto curso (15-17 años) de ocho Test de lápiz y papel con ítems de elección j res eran conscientes de ello; b) si los esquemas alternativos descritos en las publicaciones eran compartidos por sus alumnos. Evaluar el nivel de comprensión de los alumnos errores conceptuales en física entre los estudiantes escuelas secundarias de Nigeria. 10 profesores de física / de escuela secundaria y entre sus profesores que ' permitan sugerir posibles causas y soluciones. Estudiantes de física de lo de universidad. múltiple (las opciones para cada cuestión contenían algunos errores de concepto conocidos o sospechados). I j Tabla 1 Trabajos seleccionados. (Continuación) Terry y otros, Averiguar qué comprenden los niños sobre fuerzas 1985. 1 y equilibrioestático. Buscarestrategiasde enseñanza. 1 l Ruggiero y otros, Encontrar «esquemas espontáneos» que muestren la Utiliza tres muestras: a) 22 alumnos en el último año de 1985 relación entre peso, aire y gravedad. 1 una escuela media italiana (12-13 años), b) 8 alumnos de 1 los anteriores. c) 40 alumnos de la misma escuela. l I I l I Cuestiones abiertas de Iápiz y papel que se proponían oralmente después de una demostración o que iban acompañadas de un dibujo aclaratorio. Alumnos de comprehensive schools: N= 57 (3"): No habían recibido instrucción sobre la la ni la 3" ley de Newton. N=46 (4"): se les había introducido en la 1" y la 1 Teny y Jones, 1986 1 2" ley. N=55 (5"): habían recibido instrucción sobre las tres leyes de Newton. Investigar algunas de las dificultades conceptuales que encuentran los estudiantes con la tercera ley de Newton y examinar las implicaciones que tengan para llevar a un cambio en su comprensión global del concepto de fuerza. 39 alumnos de 16 años que recientemente habían completado un curso de física de nivel O. Pruebas de lápiz y papel donde se presentan diagramas. Presenta a los alumnos dibujos que representan situaciones físicas y les pide interpretarlas en términos de la tercera ley de Newton. Noce y otros, Investigar si se pueden generalizar los esquemas propuestos por Ruggiero (1985) extendiendo la investigacióna otros niveles de edad tales como adultos y niños de escuela primaria. Bar, 1989 Clement, 1989 1 Probar la capacidad de los niños para comparar fuerzas y sugerir un procedimiento para enseñar / mecánica a nivel de escuela elemental. Proponer alguna organización teórica y definiciones observacionales del constructo anclaje. Presentar algunos hallazgos para descubrir anclajes en la instrucción de la física. a) 224 estudiantes de escuela secundaria, b) 64 estudiantes universitarios de primer año de biología, c) 74 adultos no expertos en física, d) 88 niños de 5" curso de escuela primaria, e) 10 niños entre 8-12 años. Cuestionario de Iápiz y papel con preguntas abiertas. En el caso de la muestra e, utiliza además entrevista clínica en la que se usan fotografías. 137 estudiantes de high school de 14, 15 y 17 años. 120 alumnos de escuela primaria entre 6-1 1 años. Test con 14 cuestiones de elección múltiple en cada una de las cuales también se pedía al alumno que indicara el grado de confianza en su respuesta mediante un número en una escala que va del cero (suposición ciega) a iics (cuiiip:etaiiiente ;cgüio>. Test individual oral que consta de doce pro blemas de demostración. l I l Brown, 1989 ' Aportar argumentos que apoyen la existencia de una / a) 5 estudiantes de high school que no habían estudiado a) Entrevistas orales de preguntas abiertas. creencia ingenua general de fuerza como una profísica, b) 21 estudiantes de high school, c) 78 estudiantes b) Entrevistas con materiales escritos. c) Test 1 piedad innata o adquirida de los objetos. No se de high school procedentes de siete clases de física. deelección múltiple con seis problemas antes 1 pretende obtener una lista de concepciones. I y después de la instrucción. I Acevedo y otros, 1 Investigar las ideas previas de los alumnos en diná1989 mica, selección de material de aprendizaje y evaluar los resultados de la enseñanza. 65 estudiantes de 2" de BUP (entre 15 y 18 años). Fase exploratoria: prueba abierta donde los alumnos tienen que completar un dibujo y dar una explicación, primero individualmente y después en pequeños grupos. Fase de evaluación: pmeba individual similar a la inicial. Tabla 1 Trabajos seleccionados. (Continuación). 1 Boeha, 1990 Reco,oeralgunaivisionesde!osestr?dimtespsreridas ' 125 est.~dion:es dc fisica de grado 12 (i7-18 aiíusj Forma parte de un estudio más amplio. Se , a as aristoticas en situaciones que implican e 1 elegidos a azar de una hh schoo en Papa uva utilizaron entrevistas individuales y test de : concepto defilerza. Guinea. lápiz y papel (entrevista sobre ejemplos). : l I Villani y Pacca, Conocer la manera de pensar los procesos físicos 1 1990 1 que ocurren en las colisiones. Kruger y otros, 1992 Estudiantes de postgrado o doctorado en física teórica Entrevistas individuales enlasque seproponen , (56 en la primera parte y 59 en la segunda). I problemas cualitativos. I Finegold y Determinar el porcentaje de estudiantes que son 333 estudiantes universitarios, 144 estudiantes de high ' Test de diez ítems administrados como una Thijs, 1992 Gorsky, 1991 Su principal propósito es dar una visión de los 1 159 profesores de primaria ingleses con distinta base en hallazgos relativos a si los profesores de primaria ciencias y experiencia profesional. comprenden los conceptos de ciencias lo bastante bien para presentarlos acertadamente a los niños. ' consecuentes con sus creencias sobre las fuerzas que school (grados 11-12). (Todos habían estudiado física). , tarea escrita solamente o acompañada de una actúan sobre objetos en reposo y en movimiento, y 57 estudiantes de high school (grado 10) que no habían , entrevista. Son preguntas abiertas acerca de que aplican consistentemente las leyes newtonianas 1 estudiado física. hechos o situaciones físicas concretas. correctas y esquemas conceptuales alternativos. Para 1 aquellos estudiantes que parecen ser inconsecuentes en sus creencias, identificar sus categorías de 1 pensamiento y buscar evidencias de una lógica I subyacente. I i Evaluar laeficacia de un curso planeado sobre fuerza 190 estudiantes de escuela secundaria holandesa de una en el que se tienen en cuenta las preconcepciones de 1 edad media de 15 años. los estudiantes. Identificar quéestudiantes se benefician del enfoque constructivista. i Entrevistas sobre ejemplos y acontecimientos a 20 profesores de primaria. Después se pasó 1 un cuestionario de opción múitiple a-una 1 muestra más amplia. l Test de lápiz y papel con dibujos. En cada situación, que correspondería a una cuestión, se preguntan una serie de subcuestiones, unas abiertas y otras de elección múltiple. Galili y Bar, 1992 Probar la hipótesis de que los fallos de comprensión 1 33 estudiantes de 10" grado de high school (15 años) conceptuales sobre movimiento es posible que sin instrucción en dinámica, 60 de 1 lo grado de HS (16 sobrevivan al proceso de instrucción. anos) que sólo habían estudiado una física estándar, 36 1 de - 12"gradode HS (18 años), 27 estudiantes desaventajados socialmente mayores de 23 años y 19 futuros profesores mayores de 23 años. Test de lápiz y papel con cuestiones abiertascerradas, excepto una cuestión. Todas eran cuestiones cualitativas y se presentandibujos. ' Reynoso y otros, / 1993 I Galili, 1993 Analizar los diferentes esquemas relativos a la caída 33 estudiantes deprimaria(8-12 aloi); 159 de secundaria I libre que presentan los estudiantes y profesores / (1 1-14 años); 11 1 preuniversitarios (16-18 años); 19 mejicanos de escuelas primarias, secundarias y profesores de primaria y 20 de preuniversitario. preuniversitarias. i Tests de lápiz y papel y entrevista personal. I En el caso de niños de escuela primaria sólo 1 se tuvo en cuenta la entrevista. l El objetivo es probar la validez de una estrategia de 1 129estudiantes de HS (16-18 años) condistinta formación enseñanza del concepto de peso (identificar el peso sobre los conceptos de peso y gravedad. 27 estudiantes de un cuerpo con la fuerza de la gravedad). mayores de 23 años a los que se les enseñó con un cum'cuulreducido y conceptualmenteorientado. 42futuros profesores de 23 años o más. I Test de lápiz y papel con cuestiones abiertas ' y cualitativas relativas a situaciones físicas. Tabla 1 Trabajos seleccionados. (Continuación). I 1 Bar y otros, 1994 Identificar ideas comunes de los niños y su consis- / 400 niños de entre 4 y 13 años procedentes de una tencia relativas a por que caen las cosas utilizando guardería.unaescuelaelementa1 y unajuniorhighschoo. 1 diferentes contextos. Conelacionar el desarrollo de 20 chicos y 20 chicas fueron elegidos al azar de una 1 las concepciones de los niños de peso y caída libre 1 población total para cada nivel de edad. con sus capacidades para conservar el peso de cuerEstos niños no habían recibido enseñanza formal sobre E pos deformables. Verificar las ideas de los niños peso y caída libre. E 1 , sobre el papel de la tierra en el proceso de caídalibre. % 1 Twigger y otros, Montanero y Pérez, 1995 Kuiper y Estudiar las interpretaciones que realizan los alumMuestra principal: 143 sujetos (cursos desde lo a 6' de Analizar cómo explican los sujetos las interacciones Estudio preliminar: 40 alumnos de 16-17 años. Estudio entre dos cuerpos e investigar las leyes que es posidefinitivo: 78 estudiantes de 7" de EGB (12-13 años), 78 ble que generen los sujetos para dar origen a sus estudiantes de 8"de EGB (1314 años), 72 estudiantes de teorías implícitas. 2"deBUP (15-16 años), 81 estudiantesde3"deBUP(1617 años), 105 estudiantes de COU (17-18 años), 47 ae 3" Ue fisica (28-21 ariusj y 28 prüfesüras (iiiües;ra a :; que se pasa el cuestionario). estudiantes de lode química (18-19 años), 21 estudiantes 1 i 11994 zonamiento de los estudiantes entre 10-15 años sobre aspectos del movimiento horizontal y vertical y explorar la extensión en la cual estas concepciones U previas son dependientes de la edad. Identificar concepciones previas comunes en el raMondlane, 1994 Entrevista individual de media hora compuesta por cuatro tareas y presentada con demostraciones (Piaget 1929, 1972). Se usaron las mismas tareas para todos los grupos de edad. 36 estudiantes (10-15 años). Entrevistas de una hora realizadas en parejas 1 de alumnos para fomentar la discusión. A cada estudiante se le pedía escribir o dibujar su respuesta. Prueba mixta de papel y lápiz (opción múltiple y preguntas abiertas). En todos los casos se pide seleccionar una respuesta de un conjunto de ítems sobre la existencia de fuerzas y el nivel de certeza de su elección. Si la respuesta es afirmativa, se pide dibujarlas, indicar la intensidad o nombrarla. Si la respuesta es negativa, se pide explicar por qué. Estudio preliminar: test de lápiz y papel con opciones múltiples (se pide explicar la opción escogida), entrevistas orales y discusiones de grupo. Estudio definitivo: nuevo test ' de lápiz y papel con opciones múltiples (se pide explicar la opción escogida), y un núme- -- ----- A- .=-+.-P..;C+O" ,.l:";,."C AP 35 2 S^ 1" l'.Vl.". UV I.I.I".*....." .. ..... -.-" -_. minutos de duración. lógicas, independientes del contexto (esquemas al- , i 1 ternativos). i N nos sobre el concepto de fuerza para observar si las ideas de los alumnos sobre fuerza son coherentes y secundaria) de Zimbabwe. Tabla 11 Distribución por categorías de los trabajos seleccionados. 1 Año 1 Descriptivos dependientes ( Descriptivos independientes Helm, 1980; Gunstone y White, 1981; Ivowi, 1984 1 i Viennot, 1979; Watts y Zylbersztajn, 1981; Watts, 1982; Watts, 1983; Maloney, 1984; Ruggieroet al., 1985; Teny et al., 1985 Descriptivos relacionales Selman et al., 1982 Teny y Jones, 1986; Clement et al., 1989; Brown, 1989; Kruger et al., 1992; Galili, 1993 Noce et al., 1988; Boeha, 1990; Villani y Pacca, 1990; Finegold y Gorsky, 1991; Thijs, 1992; Galili y Bar, 1992; Reynoso et al., 1993; Bar et al., 1994; Twigger et al., 1994; Kuiper y Mondlane, 1994; Montanero y Pérez, 1995 Bar, 1989; Acevedo et al., 1989 l ESTUDIO COMPARATIVO DE LOS TRABAJOS SELECCIONADOS SOBRE «IDEAS» DE LOS ALUMNOS ACERCA DE FUERZA Para poner de manifiesto si ha existido progresión en los estudios realizados acerca de «lo que el alumno sabe» sobre el concepto de fuerza, se va a realizar una comparación entre los resultados que ofrecen los diferentes trabajos seleccionados que se encuentran en una misma categoría y que utilizan hechos físicos clasificados dentro de la situación física de lanzamiento hacia arriba o caída de objetos. Siguiendo estos criterios se han construido las tablas 111 y IV, correspondientes a las categorías descriptivos dependientes e independientes de los hechos físicos, respectivamente. En la tabla V se comparan los diferentes trabajos clasificados como descriptivos relacionales, pero los hechos físicos que utilizan no pertenecen a la misma situación física. En las tablas 111, IV y V se presentan: en la primera columna, los autores y año de publicación; en la segunda, los hechos físicos; en la tercera, las actividades a realizar por el alumno; y, en la cuarta, los resultados más significativos obtenidos por los diferentes autores. Comparaciones entre los resultados obtenidos en los estudios categorizados como descriptivos dependientes, referidos a situaciones de lanzamiento o caída de objetos (Tabla 111) pero modificando las cuestiones o actividades a realizar por el alumno (Gunstone y White, 1981); y, por último, los que cambian los hechos físicos y las actividades sobre dichos hechos (Terry y Jones, 1986; Clement et al., 1989; Brown, 1989; Kruger et al., 1992; Galili, 1993). De dicha comparación, se observa que: a) Helm (1980) e Ivowi (1984) presentan los mismos resultados; b) Gunstone y White (1981), al modificar el tipo de preguntas, encuentran resultados distintos; y c) los demás autores, al cambiar los hechos físicos y las preguntas, describen resultados diferentes entre sí y con respecto a los anteriores. Los progresos que se producen en la categoría descriptiva dependiente de los hechos, si se comparan los trabajos posteriores a 1985 con los anteriores, se refieren fundamentalmente a la presentación de nuevos resultados, como consecuencia de modificar aspectos perceptivos en las situaciones físicas que se presentan al alumno (caída libre de una piedra o de un ascensor), lo que origina respuestas diferentes, aunque se realicen análogas preguntas (Galili, 1993). A pesar de que se ofrecen resultados diferentes y puntualizaciones de carácter metodológico, como las que apunta Galili (1993), no parecen existir diferencias entre los resultados publicados por los diferentes investigadores en el periodo anterior a 1985 y el posterior, en cuanto que los distintos resultados que se presentan en esta categoría se deben, más que a una progresión en la metodología o al marco teórico, a los hechos físicos utilizados, al tipo de pregunta realizada y a la muestra seleccionada. En la tabla 111, se pueden comparar autores que presenResulta ilustrativo que todos los autores, a excepción de tan los mismos hechos físicos y preguntas (Helm, 1980; Gunstone y White (1981), utilicen en sus preguntas el Ivowi, 1984); análogo hecho físico que los anteriores término fuerza. De aquí que las respuestas del alumno 316 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1997, 15 (3) Tabla 111 Trabajos descriptivos dependientes de los hechos físicos presentados. 1 Autores Helm, 1980 Gunstone y White, 1981 Ivowi, 1984 Identificar la fuerza que está emparejada Respuestas erróneas 0 correctas: 1 con la fuerza gravitacional de la tierra. a) Respuesta correcta (4 alunmos). 1 b) La resistencia del aire (18 alumnos). c) No sugieren una fuerza (17 Hechos físicos 1. Dos bloques (A y B) unidos por una cuerda que pasa por una polea, en uno de sus extremos está A que cae verticalmente y B que se desliza por la mesa. 1. Una esfera de hierro y una esfera de plástico del mismo diámetro (10 cm) se sostienen a dos metros de altura. Después se dejan caer tres veces. 2. a) Una polea sustenta una cuerda en cuyos extremos se sitúan un cubo lleno de arena y un bloquede madera de igual masa. El cubo está más alto que el bloque. b) Se añade una cucharada de arena al cubo y después una pala de arena. C) Se colocan marcas a 0,6 y 1.2 m por debajo del cubo antes de echar la pala de arena. 3. El bloque de madera y el cubo de arena cuelgan de una polea a la misma altura. Se tira hacia abajo del bloque ' 0,7 m y se sostiene agarrado. Después se suelta. I / Terr~ Y JOnes, 1986 i I alumnos). I I I I 1. Dos bloques (A y B) unidos por una cuerda que pasa por una polea, en uno de sus extremos está A, que cae verticalmente, y B, que se desliza por la mesa Una piedra cae verticalmente hacia la tierra. 1 Galili, 1 4. Un bloque situado en la parte horizontal de un tablero con ' libere el bloque, observar y comparar. superficie lisa está unido por una cuerda a un cubo de arena de igual masa que queda suspendido verticalmente. 1 Actividad a realizar por el alumno Resultados encontrados I ! 1. Identificar quién ejerce la fuerza que actúa sobre B. 1, identificar quitn ejerce la fuerza que actúa B. 2. Predecir qué cuerpo alcanza primero el 7. «Sólo mgn (la fuerza hacia abajo de la atracción gravitatoria). 2. «Existe / lanormal». 3. «No se muestran fuerzas gráficamente». 4. «Fuerzaadicional,. , Referencia a una tercera fuerza aparte de mg y N que podna recordar una ' fuerza inercia1 que actuase opuesta al movimiento. 5.«Cambios de peso» (aumentando o disminuyendo). 6. «El hombre vuelan (referencia al estado de ingravidez). 7. «El hombre se mueve relativamente* (la persona se mueve hacia amba y se para cuando alcanza el techo del ascensor). Es rara. 8. «No ruptura del movimiento, (la persona y el ascensor no empiezan a moverse hacia abajo inmediatamente que el cable se rompe, sino primero 1 gradualmente reduce la velocidad hacia arriba y finalmente cambia la dirección). En el trabajo se presentan los porcentajes para las respuestas correctas y de algunos de los distractores más populares (conceptos erróneos o ideas falsas). Respuestas correctas y concepciones erróneas: 1. La fuerza F que actúa sobre B es ejercida por: a) el bloque A, b) la tierra, C) la cuerda, d) la mesa, e) la polea. 2. Un cuerpo B está situado encima de otro A, que a su vez , suelo y explicar por qué, 2. a) B alcanza el suelo primero porque está afectada directamente por la ! está en el borde de una mesa. Se da un fuerte empujón a A, 1 ! gravedad, b) A alcanza el suelo primero porque le es dada una velocidad de tal manera que A sale lanzado con un componente , inicial finita. c) Ambos alcanzan el suelo al mismo tiempo porque tienen horizontal de la velocidad y B cae verticalmente hacia la misma aceleración hacia el suelo. d) A alcanza primero el suelo porque 1993 Un ascensor con una persona dentro en estado de caída libre. abajo. recorre una distancia más corta. e) Ambos alcanzan el suelo al mismo tiempo porque se aceleraron igualmente hacia abajo con la misma velocidad inicial. gravitoria). 1. identificar las fuerzas experimentadas por la persona y describir las sensaciones que tiene la persona antes del impacto, 1 1 1. La fuerza F que actúa sobre B es ejercida por: a) bloque A, b) la tierra, C) la cuerda, d) la mesa. Del análisis de las respuestas se deduce que muchas de las desviaciones en 1 la ~0mpren~iÓn (errores de comprensión, de interpretación y omisiones) derivan del enfoque de enseñanza utilizado (identificar peso con fuerza ¡ 1. Predecir la relación entre los tiempos que tardan en caer. Registrar las observaciones y explicar posibles discrepancias. 2. a) Predecir cuál de los dos objetos pesa más y explicar las bases para hacer la predicción. , b) Predecir qué 'puede ocurrir con el cubo, observar y comparar. c) Predecir la relación entre las velocidaNiveles de comprensión (adecuados o inadecuados): 1. Cuando la observación entra en conflicto con la predicción, la respuesta usual es decir que la resistencia del aire es menor o mayor de lo que se anticipa. Acontinuación, larespuestamáscomúnesignorarladiscrepancia. 2. a) Pesan igual, el bloque pesa más o el cubo pesa más. b) La mayona eran correctas. c) Velocidad en la marca más baja, mayor que en la más alta (90%). 3. Creencia de muchos estudiantes de que el sistema volvería a su posición original. des del cubo en las dos marcas, observar y comparar. 3 y 4. Predecir lo que ocurrirá cuando se 4. Cuanto más espectacular sea la observación y, por tanto, mayor la ' discrepancia con la predicción, existe menos tendencia a justificar la ' predicción y más tendencia a considerarla como errónea. estén mediatizadas por la propia pregunta; así, el alumno tiene que generar una respuesta sin que se le dé opción a reconsiderar el hecho físico presentado desde una perspectiva diferente a la que se deduce del marco teórico actual de la mecánica clásica. Esto podría justificar el que los autores sólo describan las diferentes respuestas de los alumnos en términos de conceptos erróneos o ideas falsas (Helm, 1980), repuestas erróneas o correctas (Terry y Jones, 1986), nivel de comprensión adecuado o inadecuado (Gunstone y White, 1981), concepciones erróneas (Ivowi, 1984), errores de comprensión, de interpretación u omisiones (Galili, 1993). Salvo Gunstone y White (1981), que utilizan la predicción y la observación de un hecho físico concreto, el resto no puede decirse que presente cambios importantes en la metodología de investigación sobre la búsqueda de «lo que el alumno sabe>> acerca del concepto de fuerza. Además, todos los autores, sin excepción, realizan las descripciones de las respuestas de los alumnos a partir del marco teórico que se deduce de la mecánica clásica; es decir, desde el propio contenido objeto de búsqueda, hecho encontrado y descrito por otros autores (Hashwesh, 1988; Abirnbola, 1988; Marín, 1994; entre otros). Comparaciones entre los resultados obtenidos en los estudios categorizados como descriptivos independientes, referidos a las situaciones de lanzamiento o caída de objetos (Tabla IV) Para hacer referencia a las interpretaciones que hacen los investigadores o educadores a las respuestas de los alumnos en esta categoría se van a utilizar los términos esquemas alternativos (propuestos por Watts, 1983, para referirse a las diferentes explicaciones que dan los alumnos, independientes de los hechos físicos presentados, y alternativos a los que poseen los miembros de la comunidad científica actual) que tienen los alumnos sobre el concepto defuerza. Para observar si se ha producido progresión en la delimitación de los esquemas alternativos (EA), se comparan los trabajos publicados en el periodo 1979-85 con los de 1985-95, referidos al concepto de fuerza: Esquema$ o subesquemas alternativos deducidos en el periodo 1979-85 EAl: La .fuerza es considerada como una propiedad ligada al cuerpo (Viennot, 1979). De este esquema podrían derivar los subesquemas siguientes: - Los humanos, las máquinas y algunos objetos son centros de fuerza: noción antropomórfica de fuerza (Clement, 1973; Watts, 1983). - Las fuerzas son obligaciones para realizar una acción en contra de alguna resistencia (Watts, 1983). - La fuerza es una acción que realiza alguien o algo: la cantidad de fuerza es proporcional a la cantidad de actividad (Watts, 1983). - Los objetos retenidos en una posición tienen fuerza (Watts, 1983). EA2: Todo cuerpo en movimiento lleva asociado una fuerza (Viennot, 1979). De este esquema se derivan los subesquemas siguientes: -Las fuerzas son necesarias para mantener un cuerpo en movimiento (Viennot, 1979). - Si un cuerpo está moviéndose, existe una fuerza neta sobre él en la dirección del movimiento (Viennot, 1979) - La fuerza es proporcional a la velocidad (si V = O 3 F = O, incluso si a s O; si V# O + F = O, incluso si a = O; si las velocidades son diferentes, las fuerzas son distintas, incluso si las aceleraciones son iguales) (Viennot, 1979). -Cuando dos fuerzas se juntan, pueden combinarse para cambiar el movimiento de los objetos (Watts, 1983). EA3: El cambio de velocidad es consecuencia de la fuerza (Viennot, 1979) Esquemas o subesquemas alternativos deducidos en la década 1985-95: Se ha encontrado el siguiente referido a situaciones físicas de lanzamiento o caída de objetos: - Las fuerzas de rozamiento tienen un valor constante (Thijs, 1992). De la comparación del catálogo de esquemas alternativos entre los dos periodos (1979-85 y 1985-95), se observa que la mayoría de ellos se hicieron explícitos en el primer periodo. En el segundo, se han ratificado y matizado, tal como se observa en los trabajos de Bohea (1990), Finegold y Gorsky (1991), Thijs (1992) y Kuiper y Mondlane (1994), los cuales utilizan semejantes hechos físicos que Viennot (1979) y Watts (1982 y 1983), y, por tanto, obtienen análogos resultados: a)Una crítica al esquema EA.2, por no ser un buen predictor para las situaciones físicas que se refieren a movimientos periódicos, lineales o tiro de proyectiles (Finegold y Gorsky, 1991). b)Estudios evolutivos, trabajos en los que se pone de manifiesto la evolución con la edad de los esquemas o subesquemas anteriores, que se han publicado en la década de 1985-95 (Reynoso et al., 1993; Bar et al., 1994). c) Matizan los EA.2 en el sentido de que sólo los alumnos más jóvenes presentan dicho esquema alternativo y también detectan que los estudiantes de mayor edad parecen poseer un conjunto de ideas sin mucha coherencia lógica (Kuiper y Mondlane, 1994). Para el caso de lanzamiento o caída de objetos, los esquemas y subesquemas que se obtienen para la graveENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1997, 15 (3) dad y conceptos con ella relacionados, en el periodo 1979-85, son los propuestos por Watts (1982) y Ruggiero y otros (1985, Tabla IV). En el periodo 1985-95, los resultados que aparecen referidos al concepto de gravedad y conceptos con ella relacionados, van encaminados a matizar los esquemas o subesquemas ofrecidos por Watts (1982) y Ruggiero y otros (1985). Así, por ejemplo: a)Noce y otros (1988) observan que los esquemas y subesquemas propuestos por Ruggiero y otros (1985) no se dan en sujetos con edades inferiores (8-12 años). Al utilizar muestras diferentes, observan la existencia de un modelo descriptivo y otro explicativo que utilizan los niños en sus respuestas acerca de la caída de objetos. De esta forma matizan, por ejemplo, el modelo explicativo geocéntrico propuesto por Ruiggero y otros (1985), que relaciona la fuerza de la gravedad con la Tierra, y proponen el esquema: La gravedad es la fuerza que hace que los objetos floten (definición tautológica). b)Reynoso y otros (1993) realizan un estudio evolutivo y pueden detectar en qué edad aparecen los diferentes esquemas altenativos. Así, por ejemplo, encuentra que, entre los profesores de primaria, el esquema mas frecuente es que digan que «la fuerza de la gravedad en la Tierra es mayor que en la Luna o que la fuerza de la gravedad en la Luna es cero». c)Bar y otros (1994) realizan también un estudio evolutivo con una muestra de sujetos entre los 4 y 13 años, lo que les permite asociar las diferentes formas de explicar los hechos físicos presentados con la edad (Tabla IV). De la comparación de los trabajos publicados en el primer periodo (1979-85) con los del segundo, referidos al concepto de gravedad y conceptos con ella relacionados, se observa que: a) la casi totalidad de esquemas y subesquemas aparece en los trabajos publicados en el primer periodo; y, b) los del segundo periodo progresan hacia estudios de carácter evolutivo, lo que implica un cambio metodológico y de objetivos en la investigación, al menos en lo que se refiere a la selección de la muestra. Como se pone de manifiesto en el análisis de los EA para fuerza, gravedad y conceptos con ella relacionados, no parece deducirse que exista progresión en los resultados, así: a)Los trabajos realizados con posterioridad a 1985 no parecen aportar datos novedosos en cuanto a posibles esquemas alternativos que tienen los alumnos con utilidad para la enseñanza. Incluso se podría afirmar que los trabajos anteriores a 1985 ofrecen resultados más extensos y de mayor argumentación que los realizados con posterioridad, a excepción de los hechos físicos, las cuestiones y muestras diferentes utilizadas. h)El carácter empírico de los diferentes trabajos, si se comparan las dos décadas, es también análogo. c) En la iabla IV se observa que los autores utilizan diferentes términos para referirse a análogos resultados. Así, por ejemplo, para referirse a que «el movimiento lleva asociado una fuerza», Viennot (1979) le llama noción de fuente de fuerza (supply of force); Watts (1983) y 13oeha (1990), fuerza móvil (motive forces); y Twigger y otros (1994), fuerza conductora (driving force). Tado ello indica que, si se compara la terminología utilizada en los trabajos realizados en el periodo 1979-85 con los del periodo 1985-95, no se ha producido, en muchos casos, ni tan siquiera unanimidad en los términos a utilizar y menos aún en su significado (Jiménez Gómez, Solano y Marín, 1994).Y si esto es así, obviamente, cabe esperar que exista aún menor consenso en la nietodología de investigación, así como en el contexto teórico que marque líneas de actuación en las búsquedas de «lo que el alumno sabe». Se observa, desde el punto de vista metodológico, una tendencia entre los trabajos publicados en el segundo periodo, y para esta categoría, que se refiere al aumento de estudios evolutivos y los cambios que de ello se derivan. Comparacciones entre los resultados obtenidos en los estudios categorizados como descriptivos relacionales (Tabla V) No es frecuente realizar trabajos donde se relacionen las respuestas de los alumnos con sus manifestaciones cognoscitivas: y que han mostrado su relevancia en otros trabajos (nivel cognoscitivo, estilo cognitivo, nivel de inteligencia, etc.), como se pone de manifiesto en la reducida muestra que integra esta categoría. No obstante, se quiere indicar que, si en la selección bibliográfica hubiesen entrado revistas del ámbito de la psicología o sobre otro contenido objeto de enseñanza diferente, quizás los i.esultados hubiesen sido distintos, pero nosotros hemos contextualizado este trabajo en el ámbito de las revista!; especialidas en el área de didáctica de las ciencias y para el concepto de fuerza. La importiincia de realizar estos estudios relacionales reside en la posibilidad de contrastar la coherencia y validez de 1 a información obtenida del alumno con otros datos que sí parecen estar bien contrastados, así como analizar e interpretar las «ideas» de los alumnos de un modo más amplio y contextualizado, dado que la mejor descripcióri de la cognición del alumno no debe limitarse a dichas «ideas» (Marín, 1995). Sin embargo, ninguno de los trabajos analizados (en esto no se distinguen los trabajos del primer periodo de los del segundo) consigue estos objetivos, pues se limitan a establecer relaciones entre datos y a cruzarlos estadísticamente. La ausencia del entramado teórico donde están implicados los factores cognoscitivos utilizados en los diferentes trabajos limita notablemente las conclusiones propuestas, quedando reducidas las posibilidades que ofrecen los trabajos enmarcados dentro de esta categoría. Así, las diferencias entre los trabajos de Selman y otros ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1997, 15 (3) (1982) y de Bar (1989), aun utilizando muestras de sujetos parecidas, los diferentes resultados que ofrecen, pensamos que se deben al tipo de categorización utilizada y las diferencias de los hechos físicos presentados. CONCLUSIONES De las comparaciones realizadas anteriormente se pueden extraer las siguientes conclusiones: 1. Si se aplica el criterio de Lakatos (se determina si una teoría es progresiva a través de su capacidad de predecir hechos nuevos o, lo que es lo mismo, si su desarrollo teórico anticipa su desarrollo empírico [1974, 19831) a los estudios realizados sobre «lo que el alumno sabe» sobre fuerza, se puede observar que el movimiento de las concepciones alternativas no presenta indicios de progresión, al menos no se evidencia a través de los resultados ofrecidos por los diferentes trabajos seleccionados sobre fuerza, pues todos los trabajos, independientemente del periodo de publicación (1979-85 o 1985-95), presentan un carácter fundamentalmente empírico y no se aprecia que el desarrollo teórico se anticipe a los resultados. 2. En algunos aspectos, se aprecia cierto progreso durante la última década (1985-95) en la identificación y descripción de las respuestas de los alumnos acerca de las nuevas preguntas y situaciones físicas presentadas, pero no en cuanto a: a) el número de esquemas alternativos que presentan los sujetos y que aparecen descritos en los trabajos publicados con anterioridad a 1985; b)el carácter global con el que los sujetos interpretan los hechos físicos. Así, Viennot (1979) y Watts (1983) describen que los sujetos globalizan el concepto de fuerza con el de energía y cantidad de movimiento, pero este hecho posteriormente no se trabaja ni se intenta estudiar la posible psicogénesis del concepto de fuerza (como lo hace, por ejemplo, Piaget et al., 1973). En sentido estricto, el criterio de Lakatos, tal y como se estableció, podría ser adecuado para evaluar el grado de progresión de las teorías científicas, por lo que, contrarios al trabajo de Gilbert y Swift, no debería aplicarse sobre el MCA, dado que esta corriente didáctica ni siquiera posee un entramado teórico que sirva como substrato de las aportaciones empíricas, pues los trabajos sobre detección de «lo que el alumno sabe» sobre fuerza y conceptos con ella relacionados, que en el periodo inicial son marcadamente descriptivos y realizan la búsqueda de información exclusivamente determinada por el propio contenido objeto de búsqueda, continúan manteniendo estas características en el segundo periodo analizado (1985-95). Podría mantenerse que el entramado teórico para delimitar las ideas previas del alumno lo constituyen los propios contenidos académicos pero, si esto es así, a la vista de los resultados obtenidos, todo parece indicar que los estudios de «lo que el alumno sabe» sobre fuerza es una línea de investigación que parece concluida, en la medida que no se pueden realizar nuevas aportaciones novedosas o que profundicen más en la cognición del alumno, por lo que habría que concluir que el entramado teórico utilizado se podría considerar inadecuado. Esta sensación de techo hace pensar en la imposibilidad de continuidad, futuro y perspectiva. Sin embargo, pensamos que los trabajos que aquí se han seleccionado y analizado sólo constituyen una primera aproximación al problema de delimitar «lo que el alumno sabe», que han permitido al profesor cubrir, entre otros, los siguientes objetivos (Marín y Jiménez Gómez, 1992): -Mejorar la comunicación entre los profesores y alumnos durante el desarrollo del acto didáctico (Driver, 1989). - Realizar nuevos diseños de enseñanza (Osborne y Freyberg, 1985; Posner et a1.,1982; Nussbaum y Novick, 1981, entre otros). - Generar una nueva perspectiva sobre el aprendizaje (Driver y Oldhan,1985; Glaser y Bassok, 1989, entre otros). - Ayudar a conocer mejor los procesos de aprendizaje. - Servir de guía para la investigación educativa, incluso si se trabaja en un contexto externo a los procesos cognitivos. -Ayudar al profesor a interpretar los sucesos que tienen lugar en el aula, especialmente en la toma de decisiones. A pesar de estas mejoras, es posible progresar si se hace una revisión de cuál es la información que se puede obtener del alumno de interés didáctico y, a la vez, se utilizan contextos teóricos que permitan un mayor acercamiento a la realidad cognoscitiva del alumno, lo que llevaría necesariamente a un cambio metodológico en la búsqueda de esta información. Al fin y al cabo, no se puede negar que la búsqueda de «lo que el alumno sabe» se hace con el objetivo primordial de acomodar los diseños de enseñanza a sus peculiaridades cognoscitivas y, en tanto se obtenga una información más cercana a estas peculiaridades, los diseños de enseñanza quedarán más acomodados y consecuentemente se incrementará la eficacia didáctica. Se podría entonces pensar que la información que aportan los diferentes trabajos seleccionados sobre el alumno es suficiente para realizar diseños de enseñanza, pero pensamos que habría que dudar de la eficacia didáctica de estos diseños, puesto que los resultados a los que llegan están excesivamente mediatizados por la lógica del contenido académico objeto de búsqueda, pues no se deben olvidar las importantes diferencias que suelen existir entre el contenido académico y el del alumno (Marín y Jiménez Gómez, 1992). ENSENANZA DE LAS CIENCIAS, 1997, 15 (3) Creemos que habría que abordar los estudios sobre «lo que el alumno sabe» desde una perspectiva más amplia, que permitiera determinar al educador: a) los momentos claves (edad, por ejemplo) en los cuales los alumnos pasan de la globalización del concepto de fuerza a su diferenciación, por lo que sería necesario realizar estudios de carácter evolutivo, relativos a dicho concepto; b) las limitaciones y capacidades cognitivas de los sujetos para aprender un determinado concepto, en este caso el de fuerza y conceptos con ella relacionados; c) tratar de ajustar las actividades de enseñanza a las características cognitivas, motivacionales y afectivas del alumno; hecho que sólo es posible realizar si se conoce del sujeto toda aquella información significativa del alumno de interés didáctico, tanto si está relacionada con el contenido académico como si no lo está (Marín, 1984). Llegar a solucionar los puntos anteriores requiere, previamente, que los educadores e investigadores clarifiquen cuestiones elementales y útiles de cara a conseguir una progresión en este tipo de estudios (¿qué entiende cada educador o investigador por «lo que el alumno ABIMBOLA, 1.0. (1988). The problem of terminology in the study of student conceptions in Science. Science Education, Vol. 72(2), pp. 175-184. ACEVEDO, J.A., BOLÍVAR, J.P., LÓPEZ MOLINA, E.J. y TRUJILLO, M. (1989). Sobre las concepciones en dinámica elemental de los adolescentes formales y concretos y el cambio metodológico, Enseñanza de las Ciencias, Vol. 7(1), pp. 27-34. BAR, V. (1989). Introducing mechanics at the elementary school. Physics Education, Vol. 24, pp. 348-352. BAR,V., ZINN, B., GOLDMUNTZ, R. y SNEIDER, C. (1994). Children's concepts about weight and free fall. Science Education, Vol. 78(2), pp. 149-169. BOEHA, B.B. (1990). Aristotle, alive and well in Papua New Guinea science classrooms. 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