Concepciones y prácticas de aula de profesores de ciencias, en formación inicial de primaria y secundaria

CONCEPCIONES Y PRÁCTICAS DE AULA DE PROFESORES DE CIENCIAS, EN FORMACION INICIAL DE PRIMARIA Y SECUNDARIA MELLADO JIMÉNEZ, V. Departamento de Didáctica de las Ciencias Experimentales y de las Matemáticas. Facultad de Educación. Universidad de Extremadura. Av. Elvas, s/n. 06071 Badajoz. SUMMARY The present article describes a research carried out with four student teachers of primary and secondary science education. The preservice teachers' conceptions of the nature of science and learning and teaching of science were analyzed and compared with their classroom practice when teaching science lessons. Transfer of the conceptions to the classroom was not immediate and there was influence from other factors. Lastly the implications of the research for teacher education are discussed. El profesor es un factor clave que determina el éxito o el fracaso de cualquier innovación curricular (Mitchener y Anderson, 1989) y, aunque la investigación en didáctica de las ciencias se ha centrado fundamentalmente en problemas relativos al alumno y al aprendizaje, a partir de la mitad de la década de los ochenta se detecta un aumento de las investigaciones que tienen como protagonistas a los profesor& y de ciencias (~urió, 1994). Desde la didáctica general, el paradigma del «pensamiento del profesor* ha aportado numerosos resultados sobre el pensamiento y la práctica de los profesores. El profesor no es un técnico que aplica instrucciones, sino un constructivista que procesa información, toma decisiones, genera rutinas y conocimiento práctico, y posee creencias que influyen en su actividad profesional (Marcelo, 1987 y 1994). En los últimos años, el paradigmadel pensamiento del profesor evoluciona hacia un mayor compromiso con los contenidos (Anderson y Mitchener, 1994; Marcelo, 1993). Las estrategias didácticas de los profesores son muy diferentes según la materia que enseñan, y sus actividades y prácticas pedagógicas no son fijas, sino que dependen de la asignatura (Stodolsky, 1991). Cada materia tiene unas tradiciones y creencias, a menudo implícitas, sobre la mejor manera de enseñarla y aprenderla, que se transmiten por los especialistas a los profesores en formación. Shulman (1986 y 1993) considera que, además del conocimiento de la materia y del conocimiento psicopedagógico general, los profesores desarrollan un conocimiento específico sobre la forma de enseñar su materia, que denomina el conocimiento didáctico del contenido. El profesor es el mediador que transforma el contenido en representaciones comprensibles a los alumnos. El conocimiento de la materia que tienen los profesores de ciencias influye para que desarrollen una enseñanza más eficaz (Thomas y Gilbert, 1989; Duschl y Wright, 1989; Carlsen, 1993; Lee y Porter, 1993). Sin embargo, el conocimiento de la materia para un profesor de ciencias es distinto que para un especialista, ya que el conocimiento del contenido de los profesores de ciencias está relacionado con el propio proceso de la enseñanza (Anderson, 1989; Hauslein et al., 1992; Pomeroy, ENSENANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3), 289-302 INVESTIGACI~N Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS 1993; Gess-Newsome y Lederman, 1993; Lederman et positivismo (Abell y Smith, 1994; Aguirre et al., 1990; al., 1994). Ballenilla, 1992; Currais y Pérez, 1994; Duschl y Wright, 1989; Porlán, 1989; Powell, 1994; Rubba y Por otra parte, y desde una perspectiva constructivista Harkness, 1993; Ruggieri et al., 1993). Sin embargo, hay (Hewson y Hewson, 1989), se considera que los profesoresultados discrepantes que nos hacen pensar que la res de ciencias tienen concepciones sobre la ciencia y situación es más compleja. Los trabajos de Acevedo sobre la forma de aprenderla y enseñarla, fruto de sus (1994) y de Lakin y Wellington (1994) muestran que, años de escolaridad, que están profundamente arraigaaunque los profesores de ciencias tienen rasgos empirisdas. Aunque el término concepción o creencia educativa tas, no pueden encuadrarse de una forma simplista en un de los profesores se ha utilizado en la investigación con inductivismo ingenuo, sino que su posición es más distintos matices, la creencia o concepción implica una compleja. Koulaidis y Ogborn (1989) señalan que los convicción o valoración sobre algo (Koballa y Crawley profesores de ciencias asumen posiciones más próximas 1985) y en ellas juega un importante papel la viabilidad, al contextualismo de Kiihn (1971) que al empirismo; la componente social y la predisposición para actuar también destacan que un alto porcentaje de los profeso- (Tobin et al., 1994). El estudio de las concepciones de res posee un punto de vista ecléctico sobre la naturaleza los profesores de ciencias cobra así una especial imporde la ciencia, y sus concepciones no pueden considerarse tancia, como un primer paso para generar en los propios consistentemente asociadas con una orientación filosóprofesores unas concepciones y prácticas más adecuafica particular. das (Gil, 1993; Hewson, 1993). Una de las causas de la discrepancia en los resultados de En España, como consecuencia del desarrollo de la las investigaciones puede encontrarse en la disparidad LOGSE, confluirán en los centros de secundaria en los de las metodologías utilizadas y la distinta valoración dos primeros años de la educación secundaria obligatofilosófica que hacen los investigadores de los propios ria en el área de ciencias de la naturaleza, maestros instrumentos metodológicos utilizados (Koulaidis y especialistas en ciencias y licenciados en ciencias, dos Ogborn, 1995). Inicialmente la mayoría de las investigacolectivos de profesores con tradiciones formativas y de ciones sobre las concepciones epistemológicas de los organización muy diferentes. Uno de los objetivos de profesores de ciencias utilizan el cuestionario. Sin emnuestra investigación (Mellado, 1995a) es conocer las bargo, Lederman y O'Malley (1990) consideran que los concepciones sobre la ciencia y sobre la enseñanza y cuestionarios sobre la naturaleza de la ciencia dan resulaprendizaje de las ciencias de una muestra de ambos tados simplificados que no se corresponden con las colectivos de profesores, al final de su etapa de formaorientaciones más ricas manifestadas en la entrevistas, ción universitaria, y compararlas con sus conductas por eso abogan por la utilización de métodos cualitativos docentes al impartir una lección de ciencias. de investigación. En los últimos años es creciente el empleo de metodologías cualitativas y de estiidios de caso que nos aportan un cuadro más completo de la situación (Blanco, 1991 ; Marcelo y Parrilla, 1991). ANTECEDENTES Existe también una coincidencia casi generalizada entre los investigadores en destacar que la filosofía de la Concepciones de los profesores sobre la naturaleza ciencia no se incluye en los programas de formación del de la ciencia profesorado de ciencias, y que debería abordarse ayudando a los profesores en formación a reflexionar sobre En una revisión sobre el tema, Lederman (1992) señala sus propias concepciones epistemoiógicas. El profesor que desde la década de los cincuenta existen investigade ciencias tiene que tratar 10s aspectos de filosofía e ciones que abordan desde una perspectiva «procesohistoria de la ciencia, relacionándolos con su propia producto» las concepciones de 10s profesores sobre la actividad de enseñanza de las ciencias (Mellado y Garranaturaleza de la ciencia. Estas primeras investigaciones cedo, 1993). Destacamos en este sentido dos trabajos asumen que las concepciones de los profesores sobre la que incorporan a la formación de profesores la historia naturaleza de la ciencia afectan a las concepciones de 10s de la ciencia (Moreno, 1995) y la reflexión epistemolóestudiantes e influyen en la conducta de los profesores gica (Jiménez, 1995). en el aula y en el ambiente de clase. Una conclusión general de estos primeros trabajos es que la mayoría de los profesores analizados de primaria y secundaria no poseen puntos de vista adecuados sobre la naturaleza de c~~~~~~~~~~~ de los profesores sobre la la ciencia; Otra CO~C~US~ÓI~ es que 10s antecedentes aCay aprendizaje de las ciencias démicos de los profesores no están significativamente relacionados con sus concepciones sobre la naturaleza Cuando 10s profesores comienzan sus cursos de formade la ciencia. ción ya tienen organizada su estructura de creencias sobre la enseñanza y aprendizaje de las ciencias (Shaw En los últimos años ha aumentado el estudio de las y Cronin-Jones, 1989), y los años de escolaridad que los concepciones de los profesores sobre la naturaleza de la profesores de ciencias han pasado como alumnos tienen ciencia. Muchas investigaciones encuadran a la mayoría una gran influencia en sus concepciones pedagógicas de los profesores de ciencias en alguna de las formas del (Briscoe, 1991; Gunstone et al., 1993; Hewson y Hew290 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) -- INVESTIGACI~N Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS son, 1989; Wallace y Louden, 1992; Young y Kellogg bajos que muestran una correspondencia entre las con1993). Además las creencias pedagógicas son muy estacepciones de los profesores sobre la naturaleza de la bles y apenas cambian durante el programa de formación ciencia y su conducta docente en el aula (Ballenilla, inicial (Aguirre y Haggerty, 1995; Marcelo, 1995). 1992; Brickhouse, 1990; Cachapuz, 1994; Gallagher, 1991). Sin embargo, otras investigaciones (Benson, 1989; En relación con investigaciones cuantitativas de las Duschl y Wright, 1989; Lederman, 1986; Lederman y creencias de los profesores sobre el aprendizaje de las Zeidler, 1987) no encuentran relación entre las concepciencias, Spear (1984) indica que los profesores de ciones sobre la naturaleza de la ciencia de los profesores secundaria ingleses tienen mayores expectativas sobre y su comportamiento en el aula. En lo que hay acuerdo el potencial hacia la ciencia de los alumnos que de las entre los investigadores, según señala Lederman (1992), alumnas, lo cual condiciona la evaluación. Porlán (1989) es que la posible influencia de las concepciones de los encuentra que entre los profesores de primaria en formaprofesores sobre la naturaleza de la ciencia en la práctica ción predomina el modelo implícito de «mente en blandel aula está mediatizada por otra serie de complejos co» para el aprendizaje de las ciencias. En cambio, para factores, tales como las restricciones del currículo, las Aguirre y otros (1990), aunque más del 40% de los políticas administrativas, las actitudes de los profesores profesores de secundaria en formación inicial tiene una sobre los estudiantes y el aprendizaje, etc. idea del aprendizaje de la ciencia como una recepción de conocimiento por los alumnos, un 27% considera el Los trabajos de Tobin y Espinet (1989), Mitchener y aprendizaje como un cambio del conocimiento que tiene Anderson (1989), Cronin-Jones (1991), Lorsbach y otros el alumno. (1992) y Dillon y otros (1994) defienden la relación entre las concepciones de los profesores sobre la enseEn cuanto a la enseñanza de las ciencias, para Porlán ñanza y aprendizaje de las ciencias y la conducta en el (1989), los profesores de primaria en formación rechaaula al enseñar ciencias. zan el método tradicional expositivo y caen en un prácticismo espontaneista. En cambio, Aguirre y otros Sin embargo otras investigaciones matizan los resulta- (1990), encuentran que las concepciones de los profesodos anteriores. López (1994) sólo encuentra una relación res de secundaria canadienses en formación inicial sobre parcial entre las concepciones de los profesores de prila enseñanza de las ciencias están divididas entre la maria sobre la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias transmisión de conocimiento y una guía para la actividad y la práctica del aula. Huibregtse y otros (1994) encuendel alumno. Para Pomeroy (1993), los profesores tienen tran contradicciones entre las ideas conscientes y las una concepción más tradicional que las profesoras y los menos conscientes que son mediatizadas por el conjunto profesores de secundaria significativamente más tradide valores, sentimientos, pensamientos y acciones forcionales que los de primaria. madas durante sus experiencias como estudiantes y reconocen que las concepciones y opiniones expresadas Otros trabajos utilizan una metodología cualitativa y por los profesores no necesariamente predicen sus contambién asignan a los profesores concepciones tradicioductas en el aula. Para Freire y Chorao (1992), los nales sobre la enseñanza y aprendizaje de las ciencias principios prácticos de actuación tienen características (Ballenilla, 1992; Gunstone et al., 1993; Smith y Neale, comunes en la mayoría de los profesores de física de 1991). En cambio, en el trabajo de López (1994), distinsecundaria estudiados, independientemente de sus gue entre los profesores que tienen una concepción creencias. En la complejidad del aula, los profesores «constructivista compleja», en la que las ideas de los construyen modelos simplificados que les permiten acalumnos son modos alternativos de interpretar el mundo, tuar y que les resultan cómodos y no conflictivos (Lee y y los que tienen una concepción «constructivista simpliPorter, 1993; Wallace y Louden, 1992). La transferencia ficada», por la que conciben el conocimiento de los de las concepciones de los profesores de ciencias a la alumnos como errores que hay que eliminar a través de práctica del aula puede no producirse (Gess-Newsome y la enseñanza de las ciencias. Lederman, 1993) si los profesores carecen de esquemas de acción prácticos coherentes con sus creencias (Tobin, Otro aspecto es la relación entre las concepciones de los 1993). profesores sobre la enseñanza y aprendizaje de las ciencias y sus concepciones sobre la naturaleza de las ciencias. Pomeroy (1993) y Koulaidis y Ogborn (1995) establecen explícitamente una correspondencia parcial entre ellas, aunque reconocen algunas contradicciones. METODOLOGÍA Sin embargo, Powell(1994) señala disparidad entre las concepciones sobre la ciencia de un profesor y las que El objetivo de nuestra investigación es conocer las contiene sobre la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. cepciones sobre la naturaleza de la ciencia y la didáctica de las ciencias, así como su relación con la conducta en el aula al impartir una lección de ciencias, de una Investigaciones sobre la relación entre las concepciomuestra de maestros de la especialidad de ciencias y de nes de 10s profesores de ciencias y la práctica del aula licenciados en ciencias. Para ello realizamos un estudio de caso de cuatro profesores al final de su etapa de En este apartado hay notables diferencias entre las conformación inicial, durante el curso 1992-93. Dos de los clusiones de las investigaciones realizadas. Existen traprofesores son maestros especialistas en ciencias, duENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) 29 1 1 INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS rante el tercer año de la Diplomatura de Magisterio, y Miguel (licenciado en Biología), Ana (maestra especiados son licenciados en ciencias, uno de física y otro de lista en Ciencias) y Julio (maestro especialista en Cienbiología, durante la realización del Certificado de Apticias), realizaron las prácticas de enseñanza en centros de tud Pedagógica. la provincia de Badajoz. Las grabaciones de la observación de clase fueron realizadas en los siguientes cursos Para la selección de participantes, en primer lugar se y asignaturas: David en la asignatura de Física y Químiinformó de la investigación a los maestros y licenciados ca de 2" de BUP, Miguel en la asignatura de Ciencias que durante el curso 1992-93 realizaron los estudios Naturales de 1" de BUP, Ana en Ciencias de la Naturaanteriormente señalados en la Universidad de Extremaleza de 6" de EGB, y Julio en Ciencias de la Naturaleza dura, en Badajoz. Una primera muestra la formaron doce de 8" de EGB. La observación de clase se realizó sobre profesores en formación que voluntariamente deseaban el tema «Energía y medio ambiente», que al ser interdisparticipar en la investigación. Para la selección final de ciplinar permitió a cada participante darle una orientacuatro participantes se tuvo en cuenta que hubiese dos ción específica según su propia formación y el nivel de maestros y dos licenciados de distinta materia (física y la clase. biología), los cuales hubiesen completado adecuadamente los protocolos de recogida de datos, el curso en El análisis del cuestionario y de la entrevista inicial se que realizaron las prácticas de enseñanza y que tuviesen realizó por medio de mapas cognitivos. Los mapas una alta expresividad y motivación en la producción de conceptuales fueron inicialmente desarrollados por datos cualitativos. Novak y Gowin (1988) y han sido ampliamente validados y utilizados en didáctica de las ciencias (GessEn cuanto a los procedimientos de recogida y análisis de Newsome y Lederman, 1993; González, 1992; López datos, durante años ha existido una fuerte polémica entre Rupérez, 199 1 ; Ontoria et al., 1992). Llinares (1992) da las dos tradiciones de investigación en educación, que de a los mapas una orientación distinta y los utiliza como una manera reduccionista podríamos decir que enfrentamapas cognitivos para representar gráficamente la esba los métodos cuantitativos y los cualitativos. Hoy esta tructura de creencias de profesores en formación sobre la dicotomía está superada para muchos autores (Woods, enseñanza de las matemáticas. 1987; Estebaranz, 1992), y a menudo se emplea una combinación de métodos variados (Marcelo, 1992). El Los mapas cognitivos relacionan, de una forma parcialestudio de caso como «el examen de un ejemplo en mente jerarquizada, unidades de información con un acción» (Walker, 1983) está cobrando una especial imsentido más amplio que los conceptos utilizados en portancia en la investigación sobre la formación del los mapas conceptuales. La representación por inedio de profesorado (Blanco, 1991). El estudio de caso nos mapas cognitivos permite una visión global y no fragpermite profundizar más en el pensamiento y la acción mentada de las creencias de los profesores sobre la de un número reducido de personas. Nuestra pretensión ciencia y la enseñanza de las ciencias. Para la construcno es que los datos sean generalizables, sino que utilición de los mapas cognitivos de un profesor a partir del zando los criterios de fiabilidad y validez de la investicuestionario clasificamos las respuestas por categorías. gación naturalista, etnográfica o cualitativa (Goetz y A continuación en cada grupo de respuestas se enlazan Lecompte, 1988; Marcelo y Parrilla, 1991) podamos las frases de los ítems de las más generales e inclusoras obtener resultados que puedan ser comparados con los a las más particulares, formando un mapa cognitivo de de otras investigaciones y que nos permitan avanzar en creencias, realizado con una técnica análoga a la que la mejora de la enseñanza de las ciencias. utilizan Novak y Gowin (1988) para los conceptos. Para la construcción del mapa a través de la entrevista, se Los procedimientos de recogida de datos que hemos codifica cada frase que suponga una unidad de informautilizado (Fig. l) son el cuestionario INPECIP elaborado ción, posteriormente se clasifican en categorías y se por Porlán (1989), entrevistas semiestructuradas grabarelacionan gráficamente en forma de mapa cognitivo. das en audio, documentos personales, observaciones de Por ejemplo, la pregunta 163 realizada a David se aula durante la realización de las prácticas de enseñanza clasifica en once unidades de información: grabadas en vídeo y, finalmente, entrevistas de estimulación del recuerdo realizadas simultáneamente al visionado del video. Previamente todos 10s sujetos participaD. 163: Qué importancia le das a la explicación delprofesor? en una sesión de micrOenseñanza que fue grabada en Respuesta de David: [La explicación es inevitable porque hay vídeo, el objetivo de la cual era obtener datos de cada uno que decir al alumno cosas que no sabe]'. [El que las sabe es el de 10s participantes Para elaborar un guión individualiprofesor y tiene que transmitirlasI2. Por tanto [la exposición de zado para la entrevista inicial, así como realizar un los contenidos es inevitableI3, pero pienso que [hay profesores, trabajo previo de campo que ayudase a compartir signiy eso se ve en los centros de secundaria, que llegan: «Tema tal, ficados. No incluimos los diarios de prácticas, porque en bla, bla, bla...», Y el alumno a copiar todo el tiempo. Y eso no investigaciones precedentes (Mellado y Bermejo, 1995) es. Se trata de darle los conceptos que quiera]4 [no dictarle, observamos que los diarios se centran en cuestiones sino explicarle el concepto y darle vuelta, explicárselo de generales y no en problemas específicos de enseñanza y varias formas, buscarle ejemplosI5. Porque también resultaría muy fácil llegar y decir: «Tema tal. Principios de la dinámica. aprendizaje de las ciencias. Dinámica: es la parte de la física que bla, bla, bla ... », y el alumno copiando. Sería lo más sencillo del mundo, pero eso a Los cuatro participantes, a 10s que denominamos con 10s mí no me sirve de nada, porque [no se trata de que yo lo nombres supuestos de David (licenciado en Física), explique sino de que ellos lo entiendanlb. [Tengo que buscar de 292 ENSEÑANZA DE LAS CIESCIAS, 1996, 14 (3) INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS Figura 1 Procedimientos de recogida y análisis de datos. Microenseñanza guión INSTRUMENTOS final de esDE RECOGIDA DE DATOS Cuestionario INPECIP ANÁLISIS DE Relación Análisis de conducta DATOS (mapas cognitivos) docente en el aula INDIVIDUALES ANÁLISIS DE DATOS Análisis final comparativo COLECTIVOS alguna manera que el alumno lo entiendaI7. Entonces [explicas y, si no comprenden, pues vuelta atrás y a explicarlo de otra formal8. [Aunque les tengas que dar un enunciado, porque hay veces que hay que considerar el lenguaje que maneja la física, y que hay que darle las cosas con ese lenguaje para que se familiaricen, sobre todo si van a hacer cienciasI9. Pero también [conviene explicarlo a tu manera, decirlo con las palabras que el alumno maneja]l0. Está bien que le digas que un cuerpo, cuando se ejerce una fuerza sobre él, adquiere una aceleración proporcional, pero también que se lo expliques a su manera. [La explicación no sería tanto dar un rollo, sino los dos o tres conceptos que hay que tener y tratar de darle la vuelta con sus palabras] 'l. En la figura 2 se muestra el mapa cognitivo de David sobre la explicación, elaborado a partir de sus respuestas en la entrevista inicial. La numeración corresponde a la codificación de las preguntas de la entrevista. El mapa cognitivo mostrado es uno de los 32 que hemos elaborado sobre las concepciones previas de David (Mellado, 1995a). RESULTADOS Concepciones previas de los profesores de ciencias en formación de primaria y secundaria En los cuatro profesores en formación estudiados se detecta una falta de reflexión previa sobre la naturaleza del conocimiento científico. No tienen una concepción definida sobre el conocimiento científico coherente en todos sus aspectos y, más que de una concepción única para cada profesor, deberíamos hablar de orientaciones o tendencias dominantes, pero manteniendo contradiciones. Estas contradicciones son fruto de la falta de reflexión sobre estos problemas y porque tienen profundamente asumidas una serie de ideas tópicas sobre «el método científico». David considera que el conocimiento científico sólo refleja nuestro conocimiento de la realidad, no la realidad misma. Para David, las teorías cambian cuando se encuentra un experimento crucial que falla, es decir, las teorías no se prueban por verificación sino por falsación, tal como defendía Popper (1983); tiene también rasgos de la metodología de Lakatos (1981) cuando defiende que las teorías se reformulan por confrontación entre sí; y, por último, piensa que las teorías cambian por otras que resuelven más problemas, tal como indicaba Laudan (1986). Por otra parte, David considera básica la prueba experimental, y se quedaría con las teorías que resuelvan más problemas y que sean más sencillas, más elegantes y más globales; para él lo ideal sería una teoría que lo explicase todo. Sin embargo, cuando se refiere a la metodología científica, David tiene fuertes contradicciones entre el método científico empirista verificacionista y otras metodologías en las que las ideas y teorías previas condicionan la observación. En general se muestra mucho más partidario del método científico empirisENSENANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) 293 Figura 2 Mapa cognitivo de David sobre la explicación del profesor, elaborado a partir de la entrevista inicial. 1 La explicación del profesor mejor'método . .. inevitable I. 11 para I porque 115 Corregir los errores de los alumnos 153.6, 165, 166, 167, 155 y 158 115.1 través de Preguntas, rrecta y el fallo @ . cuestiones directa y ejemplos El lenguaje No que el científico y profesor buscando el del alumno dicte si persisten .;ino que puede deberse a 199.4 I 202.4 116.1 118.2 170,171W 172 El rofesor Falta de interés Método La propia contra- % un de los alumnos inadecuado esquema dicción del alumno del profesor (método socrático) habría que 158.2 y 174.2 para habría que 7 buscar más 118.1 Eliminar 119 163 sus ideas Bajar al Dar la nivel del vuelta a la 143 (3 y 4) 118.3 alumno explicación La motivación del alumno c ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS ta, que comienza con la observación y en el que la experimentación cumple el papel de comprobación (O-H-E-T: Observación-Hipótesis-ExperimentaciónTeorías). Para Miguel el conocimiento científico tiene la misma categoría que otros conocimientos. Defiende una postura relativista de la ciencia próxima a la de Feyerabend (1987), ya que piensa que'la ciencia depende de cada cultura y no hay criterios universales de demarcación. Los nuevos problemas y necesidades son los que hacen que avance el conocimiento científico. Miguel es el más crítico con el método científico empirista. Piensa que se parte de la existencia de problemas a los que hay que dar soluciones y que no conviene encasillarse en un método rígido. Ana es la que se muestra más positivista. Para ella las teorías se prueban por verificación experimental de hipótesis, formuladas a partir de observaciones previas. Ana cree que existen criterios universales y objetivos, aunque a veces influyen factores extracientíficos. Los criterios vendrían definidos por la aplicación del método científico empirista, a través del que se llega a teorías que son un reflejo cierto de la realidad. Aunque Ana también piensa que la metodología no tiene por qué ser única, su orientación está fuertemente marcada por el método científico empirista como conjunto de pasos que comienza con la observación, seguida de la formulación de hipótesis, y la experimentación, que sería imprescindible para comprobar las hipótesis (O-H-E-T). Julio piensa que el conocimiento científico es superior al resto de conocimientos. En el cambio de teorías científicas intervienen varios factores, desde nuevos descubrimientos a factores extracientíficos. Este profesor se quedaría con la teoría de que se cumpla en más situaciones diferentes. En cuanto a la metodología científica, también en Julio hay dudas y contradicciones, aunque aboga más por el método científico empirista que comienza con la observación. Como Lederman (1992), no encontramos una relación significativa entre los antecedentes escolares de los profesores y sus concepciones sobre la naturaleza de la ciencia: los licenciados tienen más conocimientos de ciencias, pero igual que los maestros muestran contradicciones y falta de reflexión previa. Los resultados de nuestra investigación muestran un panorama más complejo que las investigaciones precedentes que asignaban a los profesores de ciencias concepciones empíricopositivistas sobre la naturaleza de la ciencia. También en los valores éticos de la ciencia se observan diferencias con otros trabajos (Luffiego et al., 1994): los cuatro profesores creen que la ciencia será buena o mala dependiendo del uso que se haga de ella, y no comparten la creencia positivista de que el desarrollo de la ciencia y la técnica permitirá resolver los problemas de la humanidad y conducirá al progreso social. en las carreras de ciencias, y que debería abordarse para ayudar a los profesores a reflexionar y clarificar sus propias concepciones epistemológicas (Acevedo, 1994; Aguirre et al., 1990; Anderson, 1989; Cachapuz, 1994; Pomeroy, 1993; Smith y Neale, 1991). Los profesores de ciencias tienden a infravalorar las cuestiones de filosofía de la ciencia porque no han reflexionado antes sobre ellas (Lakin y Wellington, 1994). En cuanto a sus concepciones sobre el aprendizaje de las ciencias, los cuatro profesores reflejan una aparente orientación constructivista del aprendizaje, como construcción activa a partir de las ideas previas de los alumnos. Sin embargo, el valor epistemológico que dan a las ideas de los alumnos es muy diferente para cada caso. David y Julio consideran importante conocer las ideas de los alumnos, pero no les dan valor epistemológico, sino que las consideran simples errores que el profesor tiene que eliminar si no coinciden con las de la ciencia. Miguel, en cambio, considera las ideas de los alumnos verdaderas teorías alternativas, con el mismo valor epistemológico que las del currículo escolar. En consecuencia, el profesor no tiene que cambiarlas, sino ayudar a los alumnos a que las refuercen y justifiquen por sí mismos. Esta concepción es coherente con su orientación relativista sobre el conocimiento científico. Para Ana, el valor epistemológico lo tiene el currículo escolar y no las ideas de los alumnos. Sin embargo, esta maestra da mucha importancia a las ideas de los niños, por el hecho de que han sido elaboradas por los niños, que para ella son los protagonistas de la clase. Aunque considere que las ideas intuitivas son erróneas, no trataría de rebatirlas, ya que para ella la adquisición de conocimientos esta supeditada a la formación integral de los niños. En relación con las concepciones sobre la enseñanza de las ciencias, en todos los profesores en formación estudiados coexisten rasgos de varios modelos, a veces de forma contradictoria. También aquí nos referiremos a orientaciones o tendencias dominantes para cada uno, sin excluir que existan contradicciones en algunos aspectos. Según el cuestionario, los cuatro profesores planificarían por objetivos conductuales; sin embargo, en la entrevista rechazan la planificación por objetivos y defienden una planificación por contenidos. Los maestros además planificarían actividades. La discrepancia entre las contestaciones en el cuestionario y en la entrevista, las hemos detectado en varios aspectos y coincidimos con Lederman y 07Malley (1990) y Gunstone y otros (1993) en la limitación del cuestionario para detectar las concepciones de los profesores. Los cuatro profesores consideran muy importante la motivación para la enseñanza de las ciencias. Creen que hay que motivar a los alumnos a través de curiosidades, anécdotas, problemas de actualidad, cuestiones que tengan relación con la vida cotidiana, etc. Coincidimos plenamente con las investigaciones que En cuanto a las estrategias de enseñanza, David tendría señalan que la filosofía de la ciencia apenas es tratada en como eje de la enseñanza la explicación del profesor, los programas de formación de profesores de ciencias ni aunque también consideraría una estrategia de cambio ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) 295 conceptual simple, basado en la contradicción entre las ideas de los alumnos y las del currículo escolar. Al cambio conceptual llegarían los alumnos a través del diálogo o de la explicación del profesor. Miguel cree que los alumnos deben debatir sus ideas en clase para reforzar y justificar sus pensamientos, y la explicación del profesor no tiene la misión de rebatir, sino de aportar un elemento más al debate. Ana defiende una estrategia de cambio conceptual simple, guiada y orientada por la maestra a través del diálogo, de actividades y de la propia explicación. Julio coincide con David en que hay que eliminar las ideas erróneas de los niños a través de la contradicción o de la explicación del profesor. Las concepciones de los profesores en formación sobre la enseñanza de las ciencias están muy relacionadas con sus concepciones sobre el aprendizaje de las ciencias. En cambio, los resultados de nuestra investigación nos indican que no es posible establecer un isomorfismo entre las concepciones de los profesores sobre la ciencia y sobre enseñanza y aprendizaje de las ciencias. La concepción de Miguel sobre la enseñanza y aprendizaje de las ciencias es coherente con su concepción relativista sobre la naturaleza de la ciencia. En cambio, Ana tiene una orientación parcialmente constructivista sobre la enseñanza de las ciencias, mientras que su concepción sobre la naturaleza de las ciencias está más orientada al positivismo empirista. Los otros dos profesores estudiados (David y Julio) tienen una correspondencia parcial entre sus concepciones sobre la ciencia y sus concepciones sobre la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. Conducta docente durante la impartición de la lección «Energía y medio ambiente» Los dos licenciados y el maestro planifican por contenidos. Sólo la maestra hace una planificación más completa que incluye objetivos, contenidos, actividades, metodología, evaluación, etc. Sin embargo los cuatro tienen una finalidad u objetivo personal, implícito, que condiciona toda su actuación (Brickhouse, 1993; Duschl y Wright, 1989). Este objetivo general no es señalado en la planificación sino en la entrevista final de estimulación del recuerdo. David y los dos maestros (Ana y Julio) dan al tema una orientación de «ciencia, tecnología y sociedad». Miguel se centra en la relación de la energía y los seres vivos. El contenido tiene una estructura lógica y ordenada en los dos licenciados y en Ana. En Julio el contenido es desordenado, anecdótico y sin una estructura lógica interna. El contenido tiene una buena estructura psicológica para David y Ana. En cambio, en Miguel, excepto en el concepto de energía, prima la estructura lógica sobre la psicológica y los contenidos son demasiado extensos para desarrollar en la clase. David tiene como principio físico integrador el de conservación de la energía, Miguel, el de degradación de la energía y los dos maestros, el de transformación de la energía. La orientación más abierta de la ciencia reflejada en el aula corresponde a David. La visión más cerrada del conocimiento científico la ofrece Miguel, que se limita a transmitir un cuerpo de conocimientos ya elaborados; esta orientación de Miguel se contradice fuertemente con su concepción previa relativista de la ciencia. El tratamiento didáctico del concepto de energía es descriptivo en Miguel, comenzando por el conocimiento de las distintas energías, y a partir de la definición de trabajo mecánico en los otros tres. Tanto desde el punto de vista científico (Feynman, 1971) como del didáctico (Hernández, 1993; Varela et al., 1993) parece que es más adecuado comenzar el tema de la energía de una forma descriptiva. David y los dos maestros dan una gran importancia al desarrollo de actitudes en los alumnos. En cambio, Miguel apenas genera actitudes en los estudiantes. En el tema «Energía y medio ambiente» no puede establecerse una estructura típica del contenido que diferencie a los licenciados de los maestros. En su concepción previa, los cuatro profesores manifestaron que partirían de las ideas intuitivas de los alumnos, aunque el significado de dichas ideas era diferente para cada uno. En el aula ninguno de los profesores hace un diagnóstico sistemático e individualizado de las ideas de los niños, lo que dificulta que realmente puedan partir de ellas y hacer un seguimiento individualizado del aprendizaje. Piensan más en términos globales sobre el grupo de clase que diferenciadamente sobre los individuos (Neale et al., 1987). David comienza preguntando a los alumnos n~ás como una estrategia de motivación y de participación que de cambio conceptual. Sin embargo, concede valor didáctico a las ideas de los alumnos, que tiende a reforzar y a guiar a través de nuevas preguntas y no a rebatir. En cuanto a las estrategias didácticas, la concepción previa de David estaba entre un modelo transmisivo y uno de cambio conceptual simple que se produciría por la contradicción del propio alumno o por la explicación del profesor. En el aula, David utiliza el diálogo y sobre todo la explicación del profesor, en una estrategia básicamente transmisiva, aunque con participación de los estudiantes. En cambio, no utiliza estrategias de contradicción, y su conducta es sólo parcialmente coherente con su concepción previa. En el aula, Miguel considera a los alumnos meros receptores pasivos de conocimiento externo, en contra de sil concepción previa del aprendizaje de las ciencias. Miguel sigue una estrategia de transmisión de conocimiento externo, basada en la explicación del profesor. Su ritmo es muy rápido y sin pausas, lo que dificulta la participación y la asimilación de los estudiantes (Tobin et al., 1994). Para él lo más importante es completar los contenidos previstos. Esta estrategia es completamente opuesta a su concepción previa, que pretendía reforzar las ideas de los estudiantes a través del debate. En la clase, Ana da valor didáctico a las ideas de los alumnos, aunque no valor epistemológico. Comienza preguntando a los estudiantes y, a partir de sus ideas, 296 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) plantea nuevas preguntas-guías que refuercen las ideas de los niños. Sus explicaciones son cortas, de aclaración y refuerzo y para relacionar las nuevas ideas con las de los niños. Ana sigue en el aula una estrategia de cambio conceptual guiado a través del diálogo, de actividades y de la propia explicación. Los alumnos de Ana son los únicos que están colocados en mesas de seis y realizan actividades en grupo. La conducta docente de Ana es bastante coherente con su concepción previa del aprendizaje y de la enseñanza de las ciencias. Julio tiene una concepción previa situada entre la transmisión verbal de conocimientos y el cambio conceptual simple a través de la contradicción y, sobre todo, de la explicación del profesor. En el aula no utiliza la contradicción y pregunta a los alumnos más como una estrategia de motivación y de participación que de cambio conceptual. Sus preguntas son de bajo nivel cognitivo y apenas tienen seguimiento. Su conducta es sólo parcialmente compatible con su concepción previa. Para los profesores en formación estudiados, los resultados de nuestra investigación no permiten establecer una correspondencia entre las concepciones de los profesores sobre la naturaleza de la ciencia y la conducta en el aula. La profesora en formación con una concepción más positivista sobre la ciencia (Ana) es la más constructivista en el aula. En cambio, el profesor en formación con una concepción relativista sobre la ciencia (Miguel) aplica en el aula un modelo didáctico tradicional transmisivo. Coincidimos con los trabajos de Lederman y colaboradores, que no encuentran de forma general una relación entre las concepciones epistemológicas de los profesores y la práctica del aula. Al menos en los profesores de ciencias en formación no es automática la transferencia entre las concepciones previas sobre la naturaleza de la ciencia y la práctica del aula. En cuanto a la correspondencia entre las concepciones de los profesores sobre la enseñanza y aprendizaje de las ciencias y la práctica del aula, existe bastante coherencia Figura 3 Relación entre las concepciones previas y la conducta en el aula. David Miguel Ana Julio ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1996, 14 (3) 297 d fi U S E 3 4 !2 8 2 m 2 5 d 3 m . Concepción previa Conducta en el aula Concepcidn previa Conducta en el aula Concepción Conducta Entre el positivismo empirista y la construcción social La ciencia como construcción social Constructivismo simplificado Pregunta las ideas de los alumnos como motivación y participación Entre la transmisión por explicación y el cambio conceptual por contradicción La explicación eje de la clase con participación de "la 1 los alumnos RelativiSrno Positivismo Constructivismo complejo y relativista El alumno como receptor pasivo de conocimiento externo Relativismo pedagógico (debate para reforzar las ideas de los alumnos) Transmisión tradicional de conocimiento externo, sin participación de los alumnos Positivismo empirista Entre el positivismo y la ciencia para el desarrollo humano Constructivismo simplificado y humanista Constructivismo simplificado y humanista Cambio conceptual guiado a través del diálogo, de Entre el positivismo empirista y la construcción social Entre el positivismo empirista y la construcción social Constructivismo simplificado Pregunta las ideas de los alumnos como motivación y participación Entre la transmisión por explicación y el cambio actividades o de la explicación Cambio conceptual guiado a través del diálogo, de conceptual por contradicción La explicación eje de la clase con participación de actividades o de la explicación los alumnos