Análisis de la influencia de la construcción de mapas conceptuales sobre la estructura cognitiva en estudiantes de física

ANÁLISIS DE LA INFLUENCIA DE LA CONSTRUCCI~N DE MAPAS CONCEPTUALES SOBRE LA ESTRUCTURA COGNITIVA EN ESTUDIANTES DE FISICA(*) LÓPEZ RUPÉREZ, F. Ins i u o Español de Pa ís. 38, Bd. Vic o Hugo. 92200 Neuilly Su Seine. (*) Es e abajo o ma pa e del p oyec o «O ganización del Conocimien o y Resolución de P oblemas en Física» inanciado po el CIDE con ca go al p og ama de Ayudas a la In es igación Educa i a 1987. Minis e io de Educación y Ciencia. SUMMARY In his wo k we in es iga ed he e ec o sys ema ic hie a chical concep mapping by s uden s in a COU (High School) Physics class on hei cogni i e s uc u e. The esul s show no s a is ically signi ican in luence o he ea men , bu a he o pe sonal s udy habi s on he nu nbe o esponse wo ds. The esul s a e discussed and cons ain s o he esea ch p ocedu e used a e discussed. Los mapas concep uales cons i uyen una o ma de ep e- sen ación bidimensional de un sis ema concep ual y de sus elaciones in e nas. Debido a su p opia na u aleza, la idea de mapa concep ual ha sido u ilizada como ecu so pa a ep esen a an o la es uc u a cogni i a de los es udian es como la es uc u a lógica de la disciplina (López Rupé ez 1990). La o ien ación dada po No ak -pione o en el uso de dicho é mino (No ak 1976)- a los e e idos mapas se inse a en la eo ía de Ausube:; del ap endizaje signi ica i o a modo de desa ollo ecnológico (No ak e al. 1984, No ak 1985, 1988). A pesa de su econocida popula idad pocas eces se ha pues o ap ueba su e icacia a la ho a de mejo a signi ica i amen e el ap endizaje cien í ico; incluso las eces que se ha hecho ha sido conside ando los mapas concep uales como un elemen o más den o de un sis ema ins uc i o comple o de co e ausubeliano (No ak e al. 1983, Bascones e al. 1985). El p opio No ak, en su abajo jun o con Basco- nes (Bascones e al. 1985), econoce que «debe ía ea- liza se in es igación adicional en o den a con es a a la siguien e cues ión: ¿Cuál de los elemen os del sis ema ins uc i o iene mayo pode p edic i o espec o del éxi o en la esolución de p oblemas?» (p. 261). La p esen e in es igación o ma pa e de un p oyec o más amplio que se plan eó, en e sus obje i os, el e a- lua qué añade po sí misma la cons ucción de mapas concep uales de ipo je á quico, en an o que he amien- a pa a p omo e la o ganización del conocimien o de- cla a i o, en la e ec i idad en la esolución de p oblemas de Física ca ac e ís icos de un ni el de ins ucción p e- uni e si a io (López Rupé ez e al. 1989). El conoci- mien o decla a i o -a eces denominado concep ual, p oposicional, o e bal- cons i uye una componen e indiscu ible del conocimien o cien í ico y es condicibn necesa ia pa a la esolución de p oblemas con ca ga semán ica. Po al mo i o, en el con ex o de nues a in es igación, nos pa eció opo uno e ec ua un análisis empí ico del e ec o eje cido sob e la es uc u a cogni i a del alumno po la cons ucción del mapa concep ual. A di e encia de es udios an e io es en los que se ha op ado po un diseño, ya sea de ipo expe imen al (Ms ei a e al. 1985, No ak e al. 1983) ya sea de ipo co elacional (No ak e al. 1983) que se apoya en alguna o ma de cali icación de los mapas -cuya alidez es cuando me- nos dudosa (S ua 1985)-, en el p esen e es udio, hemos ecu ido a un diseño expe imen al en el que la a iable ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1991,9 (2), 135-144 dependien e uese medida con ins umen os ajenos al p opio mapa, como lo son los es s de asociación de palab as, una he amien a que aun cuando no es á exen a de de ac o es (S ike e al. 1976, S ewa 1979) ha sido empleada ampliamen e en el con ex o de la educación cien í ica (Sha elson 1972, 1973, 1974, P eece 1976, 1978, Th o 1978, Guns one 1980, Mo ei a e al. 198 1, Moynihan 1981,1982, Kempa 1983,1986, Johns one e al. 1985, Go ode sky e al. 1986, Gussa sky e al. 1988)"). Ello nos ha pe mi ido aisla , den o de lo posible, el e ec o del a amien o y mejo a , espec o de o as in- es igaciones, la alidez in e na del expe imen o. Mues a E1 p ocedimien o de selección de la mues a sob e la que se e ec uó el p esen e es udio empí ico ue de ipo inciden al, si bien se u ie on en conside ación algunos elemen os de con ol mues al. Así, as una exposición de los elemen os esenciales de la in es igación, de sus ines y de sus p ocedimien os di igida a los alumnos de COU de Ciencias del Ins i u o Español de Pa ís (cu so escola 1987-88) se cons i uyó la mues a e ec i a, o - mándose es a únicamen e po alumnos comp ome idos, de un modo olun a io, con la expe iencia. Los 18 es udian es así eclu ados, se ag upa on en es ni eles de clasi icación de acue do con los esul ados del en- dimien o en Física ob enidos a lo la go del p ime imes e. Cada ni el de cali icación con enía seis alumnos de endimien o análogo en e los cuales se e ec uó una asignacién al aza al g upo expe imen al o al g upo de con ol. De es e modo, y dada la limi ada ex ensión de la mues a (N = 18), p e endimos educi el posible sesgo in oducible median e una asignación po simple aza . Hipó esis Fo muladas en é minos posi i os, las hipó esis conduc- o as del p esen e es udio ue on las siguien es: 1. El abajo pe sonal del alumno, como e apa decisi a p e ia a la ealización de un examen, debe aduci se en un en iquecimien o de su es uc u a cogni i a (asocia- i a) medida median e es s de asociación de palab as. 2. La con ección pe sonalizada, po pa e del alumno, de mapas concep uales, como ins umen o de o ganización del conocimien o concep ual, debe mejo a la es uc u a cogni i a (asocia i a) medida median e es e ipo de p uebas. Ins umen os y a iables Los ins umen os de medida empleados en el p esen e es udio consis ie on en una se ie de es es s de asociación de palab as, co espondien es, cada uno de ellos, a los emas abajo y ene gía mecánica, dinámica del sólido ígido y campo eléc ico, espec i amen e. El Anexo 1 mues a las es se ies de «palab as es ímulo» ela i as a dichos emas. Con ocasión de la p ime a de es as p ue- bas, los alumnos ecibie on la hoja de ins ucciones que se mues a en el Anexo 2. Siguiendo a Sha elson (1972) se concedie on a los alumnos in e alos sucesi os de un minu o pa a p oduci apalab as espues a» asociadas con cada una de las palab as es ímulo. En el p esen e es udio se ha elegido como a iable indicado a de la asociación concep ual de los alumnos, el núme o de palab as espues as que es án elacionadas con la pala- b a es ímulo median e alguna ecuación o cadena de ecuaciones. La selección de es a a iable y no de o as -como el núme o o al de palab as espues as emi idas- iene ecomendada po los esul ados ob enidos en es- udios p e ios en los cuales la conexión con o as a iables ele an es al ap endizaje de la Física se ha e elado más ue emen e signi ica i a (Sha elson 1974); pe o además, la o ien ación dada en la p esen e in es igación a los maDas conce~ uales como ins umen o de enseñanza1 ap 'endizaje se acopla pe ec amen e a una explici ación -es ablecida, desde luego, a pa i de c i e ios pedagó- gicos- de la es uc u a concep ual de la Física, o de una po ción limi ada de ella, en su dimensión ope acional. Pa ecía, en onces, azonable adecua al máximo posible la de inición del e ec o medible a la na u aleza del a amien o. Po o a pa e, se a a de un c i e io de selección que puede se aplicado, po lo gene al sin ambigüedad, po un p o eso de Física. Dado que se aplica on es p uebas di e en es y cada una de ellas en dos ocasiones sucesi as, ep esen amos la a iable e ec o en la o ma Nij, donde el p ime subindi- ce designa el índice de la p ueba (i = 1,2,3) y el segundo designa el ins an e, an e io Cj = 1) o pos e io Cj = 2) al a amien o, en el que la p ueba ue aplicada. El ecu so a o as a iables más so is icadas como los coe icien es de elacionabilidad o las dis ancias semán- icas (Sha elson 1972, Th o 1978), an ecuen es en el análisis de esul ados de los es s de asociación de palab as, ue igno ado p o isionalmen e en nues a in- es igación en an o las hipó esis plan eadas, y pa icu- la men e la segunda, no ue an con as adas. Sólo si se demos aba que el a amien o modi icaba de una o ma signi ica i a la es uc u a concep ual (asocia i a) de los es udian es end ía sen ido p ocede , en onces, a una explo ación más ina de dicha es uc u a asocia i a. T a amien o Como en o as in es igaciones (López Rupé ez 19891, el p opósi o cen al del a amien o en el p esen e es udio ue p omo e , de un modo sis emá ico en los alumnos del g upo expe imen al, una o ganización je á quica y, en cie a medida, uncional del conocimien o, ecomen- dación pos ulada desde posiciones eó icas di e en es (Gagné 1971, No ak e al. 1984, Eylon e al. 1984). Como he amien a pa a la o ganización del conocimien- o ecu imos a una modalidad de mapas concep uales que pone el acen o en la es uc u a lógica de la disciplina (López Rupé ez 1987). Así, adop amos un p incipio de je a quización concep ual que si úa en la pa e supe io ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1991,B (2) del mapa los concep os p imi i os, de acue do con el en oque didác ico elegido. Dicho p incipio, que en un sen ido es ic o di ie e del de inclusi idad concep ual, ca ac e ís ico de los mapas ipo No ak, puede da luga , a pa i del segundo y, en ocasiones, del p ime ii el je á quico, a ep esen aciones análogas a las de aquellos si se oman como p imi i os concep os muy gene ales en el sen ido de muy inclusi os. La en aja de es e ipo de mapas es iba, esencialmen e, en acili a el p oceso de cons ucción concep ual po pa e del alumno, desde la pe spec i a de la lógica de la disciplina y, en pa icula , en aquellas si uaciones, an ecuen es en un cu so de Física, en la que se han de in oduci los llamados concep os po de inición. La uncionalidad del mapa se in en ó po encia incluyendo en los nodos no sólo los conceu os sino ambién su exu esión ope acional. Con el in de e i a un uso abusi;o del ope acionalismo se p e endió induci al alumno a la e lexión sob e la na u aleza epis emológica de las elaciones en e los di e en es concep os inco po ados al mapa. Es os ing e- dien es eó icos se aduje on en las no mas de elabo a- ción del mapa que se esumen en el Anexo 3. El a amien o se ex endió a lo la go del semes e sob e el que se desa olló la in es igación y comp endió las siguien es acciones: a) Una exposición a los alumnos, con ines p oac i os, sob e la impo ancia de la o ganización del conocimien- o como e apa p elimina en la esolución de p oblemas. b) Una p esen ación de los mapas concep uales como ins umen o pa a la o ganización je á quica, y en cie a medida, uncional del conocimien o acompañada de una desc ipción de allada de las no mas de elabo acibn y, pos e io men e, de una aplicación colec i a, o ien ada po el p o eso , de dichas no mas a la cons ucción de un mapa conc e o, que en el p esen e caso, ue el co eslpon- dien e al ema Dinámica de la pa ícula (López Rupé ez 1987). c) Al inaliza cada ema y jus o an es de la p ueba co espondien e, elabo ación obliga o ia po pa e de cada alumno del mapa concep ual ela i o al ema en cues ión y p esen ación pos e io al p o eso pa a su alo ación. d) Es ímulo con inuado po pa e del p o eso a los alumnos esal ando la impo ancia y la u ilidad de es e ipo de he amien as de ap endizaje. Diseño expe imen al y écnicas de análisis El diseño expe imen al, o ien ado po las hipó esis de pa ida, se a u o a un modelo simple p e es -pos es con g upo de con ol (Campbell e al. 1973) del ipo: RO'I 0'2 con la sal edad de que la alea d ización (R) de los g iipos expe imen al y de con ol ha sido e ec uada den o de es a os de endimien o inicial equi alen e. Así, jus o an es de da po e minado cada ema de Física de los es conside ados, se les aplicó el mismo es de asociación de palab as a los es udian es del g upo expe- imen al y a los del g upo de con ol, dando luga a las obse aciones 01 y 0'1 espec i amen e, medidas a a és de las a iables Ni1 (i = 1,2 o 3). Las obse acio- nes 02 y 0'2 se p oduje on pos e io men e como p eámbulo a los exámenes co espondien es a los espec i os emas y den o de la p opia sesión de examen. Pa a el g upo de con ol, la a iación que puede de i a se de la compa a- ción en e la obse ación 0'1 y 0'2 se á a ibuible a la ac i idad desa ollada po el alumno y, e en ualmen e, po el p o eso , en o den a p epa a el e e ido examen. En el caso del g upo expe imen al pa a in e p e a las di e encias en e 01 y 02 hab á que oma , además, en conside ación el e ec o del a amien o (X), es o es, la elabo ación pe sonalizada, po pa e del alumno, del mapa concep ual sob e el con enido del co espondien e capí ulo a examen. Las medidas ela i as a es e segundo ins an e co esponden a las a iables Ni2 (i = 1, 2 o 3) Como écnicas de análisis se emplea on, en cada una de las si uaciones de medida, sendas e siones de la de S uden (Se amona 1980) pa a la compa ación de me- dias e e idas a mues as pequeñas (n < 30) y ela i as, bien a mues as independien es, si se a aba de compa- a el g upo expe imen al con el de con ol, o bien a mues as ápa eádas, si se p e endía compa a , pa a cada uno de es os dos g upos sepa adamen e conside ados, el an es con el después. Aun cuando un análisis de co a ianza, en el que se conside a a como co a iable las pun uaciones de los p e es , aumen a ía la sensibilidad es adís ica de la p ue- ba, nos ha pa ecido con enien e, dado el ca ác e edu- cido de la mues a, op a po es e es más g ose o o «conse ado » an es que a iesga nos a incu i en los « alsos posi i os» (Campbell e al. 1973 p. 52). No obs an ecuando se e ec úa dicho ipo de análisis es adís ico no se ob ienen, en es e caso, conclusiones di e en es de las que p esen a emos más adelan e(2). RESULTADOS Los esul ados ob enidos en las di e en es aplicaciones de los es s de asociación de palab as, jun o con sus echas espec i as, se p esen an en la abla 1 en donde igu an, además, las iniciales de los alumnos que pa i- cipa on en el expe imen o así como las cali icaciones en Física ela i as al p ime imes e. Lo esencial de la in o mación cuan i a i a ecogida en la e e ida abla se mues a en la igu a 1 en donde se ep esen an el núme o de palab as espues a -seleccionadas de acue do con la condición an e io men e de inida- y su a iación con el iempo pa a cada una de las p uebas, es ableciéndose una dis inción explíci a en e el g upo expe imen al y el de con ol. La abla 2 ecoge los esul ados de i ados de los análisis es adís icos e ec uados sob e los da os de la abla 1; en ella se p esen an, en cada caso, los alo es de la de S uden esul an e, del núme o de g ados de libe ad (do y del ni el de signi icación es adís ica (p). ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1991,9 (2) 137 INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS TABLA 1 Resul ados co espondien es a las dis in as aplicaciones de los es s de asociaeidn de palab as. Los núme os ep esen ados po Nij indican núme o o al de «palab as espues an elacionadas con la «palab a es imuloa median e una ecuación o se ie de ecuaciones en cada una de las aplic iciones delosdi e en es es s. Si ep esen ala a iación obse ada, en cadacaso, en eel an es y el despues del a amien o. Lacali icación ecoge la alo ación del endimien o de los di e en es alumnos du an e el p ime imes e académico p e io a la ealización del expe imen o. GR. SUJETO CALIF N11 N12 61 N21 N22 k2 N31 N32 63 P L.P. 1s. 28 44 16 24 29 5 27 30 3 -. - -- - E F.B. IS. 13 23 10 22 S1 -1 16 15 -1 R C.E. SF. 25 28 3 13 17 4 11 10 -1 1 D.T. SF. 21 35 14 27 33 6 27 26 -1 M I.D. SF. 45 5914 36 39 3 31 4211 E F.P. NT. 20 24 4 21 34 13 16 16 O N #.R. NT. 34 47 13 34 53 19 29 5526 T M.G. SB. 32 37 5 38 45 7 32 40 8 A L C.C. 1s. 10 14 4 20 31 11 21 25 4 C G.M. IS. 24 29 5 41 48 7 39 401 O D.A. IS. 25 17 -8 11 9 -2 5 11 6 N R.F. SF. 26 3812 28 41 13 17 258 T A.I. SF. 20 18 2 2 6 4 11 209 R R.R. SF. 20 33 13 22 40 18 12 19 7 O P.O. SF. 29 29 0 22 45 23 17 19 2 TABLA 2 Resul ados del análisis es adís ico de los da os ecogidos en la abla 1. Las dos p ime as líneas co esponden a la aplicación de la de S uden pa a mues as dependien es o apa eadas, en an o que las dos ul imas co esponden a la aplicación de la de S uden pa a mues as i idepen- dien es. TRABAJO Y DINÁMICA DEL CAMPO EKERGÍA SOLIDO ELECTROSTATICO (1) (2) (3) d p d p d p -- GREIGRC D 17 16 >0.10 04 16 >O 10 OS le >O lb - d = nn de g ados de libe ad A = an es del a amien o D = después del a amien o (*) Valo co espondien e a una di e encia en e medias es adis ic~me i e signi- ica i a. L A.M. NT. 28 45 17 38 52 14 28 37 9 S.S. NT. 26 37 11 30 42 12 32 35 3 de a~ endizaie se ha ~ oducido un cambio sus ancial en SGMAS (GR.EXP.) 245 339 94 241 291 50 198 25860 SUMAS (GR.CTRL.) 208 260 52 214 314 100 182 231 49 FECHAS (1988) 2213 2 114 2414 615 2015 3 115 IS = Insu icien e SF = Su icien e NT = No able SB = Sob esalien e In luencia del abajo pe sonal La in luencia del abajo esencialmen e pe sonal, o ien- ado a la p epa ación del examen co espondien e a cada uno de los emas de Física conside ados en el p esen e es udio empí ico, se deja sen i con oda cla idad en la es uc u a concep ual (asocia i a) de los alumnos, de modo que, como queda e lejado en la igu a 1, an o el g upo expe imen al como el de con ol p og esan, en cuan o al núme o de apalab as espues a» seleccionadas, en cualquie a de los es capí ulos de Física sob e los que se e ec uó el expe imen o. Además, cuando se conside a la signi icación es adís ica de las di e encias (Tabla 2) se ap ecia que las mismas son, en odos y cada uno de los casos, es adís icamen e signi ica i as. Ello implica que la hipó esis nula -que, como es sabido, es el ipo de hipó esis que p ueban di ec amen e las écnicas es adís icas- es echazada y, po con a, esul a alidada la hipó esis al e na i a, que ha sido designada con an e io idad como hipó esis 1. Como consecuencia del p oceso comple o la e~ uc u a"concep~ual (asocia i a) de los es udian es, cambio que ha sido de ec ado, siquie a sea g ose amen- e, a a és de los es s de asociación de piab as. Figu a 1 Rep esen acibn g á ica de la a iación de los núme os de apalab as espues a» ( elacionadas con la «palab a es ímulo» co espondien e median e una ecuación o una cadena de ecuaciones) en e el an es y el después del a amien o pa a los g upos expe imen al y de con ol. Los es pa es de líneas se e ie en a los esul ados de los espec i os es s de asociación de palab as. ENSENA'~ZA DE LAS CIENCIAS, 1991,9 (2) In luencia del a amien o La in luencia del a amien o se ad ie e «g osso modo» po el ca ác e di e gen e de las ec as que, en la igu a 1, unen los pun os co espondien es a los momen os an esldespués pa a los g upos expe imen al y de con ol, espec i amen e. Tal ci cuns ancia se ap ecia en los esul ados ela i os a los capí ulos 1 y 3, aunque no en los del capí ulo 2. No obs an e, cuando al ap eciación se some e al igo del análisis es adís ico se ad ie e que no exis en di e encias signi ica i as en e los g upos expe- imen al y de con ol ni an es ni después del a amien o en ninguno de los casos conside ados. La ausencia de di e encias signi ica i as pa a los alo es iniciales ase- gu a la deseada equi alencia es adís ica de los g upos expe imen al y de con ol. Sin emba go, en el caso de los alo es inales, al ci cuns ancia nos impide echaza la hipó esis nula plan eada en é minos de no di e encias, o lo que es lo mismo, la hipó esis 2 no queda alidada po el expe imen o. Po an o, a la luz de nues os esul ados no podemos sos ene , undadamen e, que la elabo ación de mapas concep uales haya modi icado su icien emen e el aspec o de la es uc u a concep ual (asocia i a) de los es udian es que mide los es s de asociación de palab as. Pa ece como si el a amien o no añadie a a dicha es uc u a mucho más de lo que añade la p epa ación y el es udio pe sonal, supues amen e in ensos, con is as a la eali- zación de un examen. Del p esen e expe imen o se de i an dos conclusiones ela i amen e cla as: la in luencia, es adís icamen e sig- ni ica i a, del es udio y la p epa ación pe sonal e i la es uc u a concep ual (asocia i a) del alumno, y la in- luenciano signi ica i a, en an o que elemen o adicional, de la cons ucción po el alumno del co espondien e mapa concep ual. Además, como end emos opo uni- dad de plan ea en lo que sigue, la alidez de ales conclusiones no esul a independien e una espec o de la o a, sino que es án elacionadas en e sí. A la ho a de discu i el e ec o de la p epa ación y es udio pe sonales de ca a a la ealización de un examen, cabe esal a an o su signi icación es adís ica como su con- sis encia a lo la go de las es ocasiones en las que el expe imen o ue epe ido. Ambas ci cuns ancias e elan algo cie amen e plausible, a sabe , que es e ipo de a eas al supone una p o undización, po pa e del alumno, en los di e en es elemen os emá icos mejo an, cuando menos, la es uc u a concep ual del suje o en sus aspec os asocia i os. Pe o, además, una al cong uencia en e lo p e isible y lo esul an e cons i uye un elemen o de alidación del ins umen o y del mé odo de medida. Los es s de asociación de palab as se e elan, po an o y de nue o, como una he amien a álida pa a de ec a cie o ipo de cambios en la es uc u a cogni i a de los alumnos si dichos cambios son de su icien e magni ud. No es és a la p ime a ez que se plan ea el p oblema de la alidez de los es s de asociación de palab as. En an e io es in es igaciones Sha elson e al. (1975) han es ablecido la alidez de dicha he amien a y o os han con ibuido a e o za la al de ec a a iaciones signi i- ca i as en la es uc u a concep ual (asocia i a) de los alumnos como consecuencia de la ins ucción (Th o 1978, Sha elson 1972, 1973, Johns one e al. 1985, Gussa sky e al. 1988). En la p esen e in es igación hemos cen ado, sin emba go, nues a a ención en un in e alo es ingido del p oceso de ins ucción espe- cialmen e signi ica i o en o den a p oduci al e aciones en el sis ema de elaciones concep uales, dado que conlle a un p o agonismo ineludible de la ac i idad in elec ual del suje o. Los esul ados ob enidos con ibuyen, pues, a e o za la alidez del ins umen o empleado. F en e a es e p ime esul ado posi i o, con espec o a las expec a i as esumidas en la hipó esis 1, el esul ado nega i o ob enido con elación a la hipó esis 2 equie e un análisis más de allado. Admi iendo, como pun o de pa ida, una pos u a de ex ema con ianza en elación con la e ec i idad de los mapas concep uales como ins umen o de enseñanzalap endizaje, cab ía explica los esul ados nega i os del p esen e es udio si uándose en posiciones como las siguien es: a) Descon ia del ins umen o de medida. b) Descon ia de la opo unidad del a amien o. En elación con la p ime a posición es necesa io asumi , sin duda alguna, sus limi aciones. Se a a cie amen e de una he amien a que no da in o mación, po ejemplo, de los aspec os p oposicionales de la es uc u a concep- ual. Así, el hecho de que dos se ies de «palab as espues as» sean idén icas no supone, necesa iamen e, que la es- uc u a p oposicional sea la misma en ambos casos, e incluso ambas pod ían ocul a e o es concep uales im- po an es. La es uc u a asocia i a -que es conside ada po los «associa i e mappe s» como un pa ón de elaciones en e concep os es ablecido en la memo ia a la go plazo y que se de i a, en odo o en pa e, de las es uc u as cogni i as en la memo ia semán ica (Th o 1978)- cons- i uye, sin luga a dudas y en el caso que nos ocupa, el aspec o más supe icial o laxo de la es uc u a cogni i a de un suje o. Una al limi ación -que se hace, po lo demás, e iden e an e el co ec o de los es s de asociación de palab as cuando dispone de una in o mación de i ada del conocimien o pe sonal de los alumnos y de sus ac uaciones en con ex os de ins ucción a iados- expli- ca la y a e e ida c í ica de S ike y Posne (1976) espec o de los es s de asociación de palab as cuando a i man que «no queda cla o de qué cosa se es á ep esen ando su es uc u a» (p.125). Sin emba go, si ué amos capaces de desa olla un es álido y iable que nos pe mi ie a medi laes uc u acogni i aen sus aspec os p oposicionales hab íamos e inado, cie amen e, nues a ap oximación y nos hab íamos is o, además, libe ados de las conno- aciones conduc is as de los é minos empleados, pe o, análogamen e a lo que sucedía en el caso an e io , la exis encia de dos es uc u as p oposicionales idén icas no nos asegu a ía, en es e caso, un compo amien o análogo de los co espondien es suje os an e una a ea de esolución de p oblemas en la que hubie a de in e eni una con ibución sus ancial de conocimien o p ocedi- men al. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1991,9 (2) E1 con enido del conocimien o cien í ico y su o ganiza- ción en la men e de un suje o cons i uye una ealidad compleja a la que nos ap oximamos median e modelos cogni i os. Pe o ales modelos, po su p opia na u aleza, cons i uyen ap oximaciones pa ciales a dicha ealidad. U ilizando como imagen la dimensión de la p o undidad pod íamos pos ula una p og esión de lo supe icial a lo p o undo según la secuencia: es uc u a asocia i a -> es uc u a p oposicional-> es uc u a p ocedimen al. Sólo les modelos que omen en conside ación una al dimensión pod án da cuen a de la complejidad del conocimien o que se pone en juego en el ap endizaje cien í ico. Asumiendo, pues, como limi ación el hecho de que los es s de asociación de palab as se di ijan a los aspec os más laxos -o si se quie e más supe iciales- de la o ganización cogni i a del suje o, la descon ianza sob e la alidez del ins umen o de medida no es á jus i icada, como lo p ueban los esul ados posi i os ob enidos en elación con la hipó esis 1. Los es s de asociación de palab as pod ían e ela cambios en laes uc u a asocia i a inducidos po el a amien o si és os ue an su icien e- men e impo an es, pe o po lo que pa ece no lo son. En elación con las ca ac e ís icas del a amien o cabe señala que se ha exigido a los mapas una densidad y una je a quización adecuada, po una pa e, a la iqueza concep ual del ema y, po o a, al p ocedimien o de cons ucción del mapa. La igu a 2 ilus a, a modo de ejemplo, uno de los mapas del alumno expe imen al M.G. A pesa de la indudable calidad del mapa y de a a se del alumno con mejo es esul ados académicos, cuando se com a a su com o amien o con el de o os no some idos a ia amien o (~abla 1) no se obse a una supe io idad sis emá ica. Del análisis de los di e en es mápas se deduce que el a amien o ue, en é minos gene ales, como se espe aba que ue a, es o es, adu- ciéndose en mapas concep uales su icien emen e icos, complejos y je a quizados. Es posible, no obs an e, pone en duda la in ensidad de dicho a amien o; ésa es, desde luego, o a cues ión que a ec a más a la he amien a ins uc i a y a sus ca ac e ís icas que a la na u aleza del a amien o en sí. Un mapa concep ual, si se hace bien, puede lle a al alumno una o dos ho as de abajo pe sonal y es posible que dicho pe íodo sea sensible- men e in e io en can idad e in ensidad al que equie e la p epa ación de un examen; pe o como a ea a ealiza po el es udian e no da mucho más de sí. Un esc upuloso de enso de la eo ía de Ausubel pod ía, además, a gumen a que los mapas empleados no espe- an, es ic amen e hablando, la idea de inclusi idad con- cep ual que cons i uye un elemen o undamen al de dicha eo ía. La ealidad es que en absolu o la echazan. Así, po ejemplo, en el ema de T abajo y Ene gía, en el que se adop ó una es a egia didác ica consis en e en conside a la noción de ene gía como p imi i a (López Figu a 2 Mapa concep ual co espondien e al ema Campo Elec os á ico elabo ado po el alumno M.G. pe enecien e a la mues a desc i a en el ex o. 140 ENSEÑAKZA DE LAS CIEKCIAS, 1991,9 (2) Rupé ez e al. 1983, Hie ezuelo e al. 1990), los mapas concep uales esul an es se ap oxima on bas an e a los de ipo No ak y es que, o ien ando el en oque de es e modo, el concep o de ene gía es más gene al -en el sen ido de más inclusi o- que el de abajo o que los de ene gía po encial y ciné ica, po ejemplo, apa eciendo, po lo an o, si uado den o del mapa en el ni el más ele ado de la je a quía. Cabe e ec ua , inalmen e, un análisis c í ico del expe i- men o y de sus esul ados omando en cuen a la na u a- leza de las a iables conside adas. Con odas las limi a- ciones de i adas del ca ác e es ingido de la mues a, pa ece que la cons ucción del mapa concep ual po pa e de los alumnos, as una ins ucción comple a, no in luye signi ica i amen e en los aspec os asocia i os de la es uc u a concep ual del indi iduo. Como hemos señalado an es, una misma es uc u a asocia i a no su- pone, necesa iamen e, una misma es uc u a p oposicio- nal o de signi icado y muy bien pudie a se que la cons ucción del mapa concep ual mejo a a és a sin al e a ap eciablemen e aquélla. Como ins umen o de i ado de la eo ía de Ausubel, el mapa concep ual ipo No ak p e ende p opicia un ap endizaje signi ica i o mejo ando el conocimien o sob e las elaciones en e los concep os. Un ap endizaje memo ís ico su icien emen e in enso pod ía aduci se en una secuencia nume osa de «palab as espues a» an e una apalab a es ímulo» dada, sin supone po ello un conocimien o p eciso de su signi icado den o de un sis ema concep ual de na u aleza elaciona1 como lo es el que co esponde pa icula men e a la Física. Un plan- eamien o simila puede se aplicado al ipo de mapas concep uales u ilizados en la p esen e in es igación, según la cual la cons ucción del mapa pa ece añadi muy poco al p oceso comple o de ins ucción (incluido el es udio pe sonal) en lo que espec a a su in luencia sob e los aspec os asocia i os de la es uc u a concep- ual. Sin emba go, su posible in luencia sob e los aspec- os p oposicionales o de signi icado cons i uye unacues ión abie a cuya espues a pasa, necesa iamen e, po la ela- bo ación de ins umen os capaces de cap a una al dimensión del conocimien o cien í ico en la memo ia del es udian e. NOTAS (1) Pa auna discusión más de allada sob e sus limi aciones e (2) Ag adezco al aseso su ecomendación de hace explíci o López Rupé ez 1989. es e comen a io. BASCONES, J. y NOVAK, J.D., 1985. Al ema i e ins mc io- HIERREZUELO, J. y MOLINA GONZÁLEZ, R., 1990. Una nal sys em and he de elopmen o p oblem-sol ing skills p opues a pa a la in oducción del concep o de ene gía en in physics, Eu opean Jou nal o Science Educa ion ,7(3), Bachille a o, Enseñanza de las Ciencias, 8(1), pp. 23-30. VV. 253-261. . . CAMPBELL, D. y STANLEY, J., 1973. Diseños expe imen- JOHNSTONE, A. H y MOYNIHAN, T.F., 1985. The ela ion ales y cuasiexpe imen ales en la in es igación social. ship be ween pe o mance in wo d associa ion es s and achie emen in chemis y, Eu opean Jozl nal o Science (Amo o u: Buenos Ai es). Educa ion, 7(1), pp. 37-66. EYLON, B. y REIF, F., 1984. E ec s o knowledge O ganiza- ion in Task Pe o mance. Cogni ion and Ins uc ion , 1(1), pp. 5-44. GAGNÉ, R. M., 1971. 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ENSENANZA DE LAS CIEKCIAS, 1991,9 (2) ANEXO 1 Relación de las di e en es se ies de «palab as es ímulo» p esen adas a los alumnos en las co espondien es p uebas. TRABAJO Y ENERGIA Posición Velocidad Fue za Po encia Ene gía ciné ica Ene gía po encial Ene gía T abajo DINAMICA DEL SÓLIDO Ángulo de o ación Momen o de ine cia Velocidad angula Momen o de la ue za Ene gía de o ación T abajo de o ación Momen o angula Acele ación angula CAMPO ELECTROSTÁTICO Ca ga eléc ica In ensidad de campo Po encial G adien e T abajo eléc ico Fue za elec os á ica Pe mi i idad dieléc ica Ene gía po encial elec os á ica ANEXO 2 Hoja de ins ucciones co espondien e al p ime es de asociación de palab as aplicado que ue omi ido pos e io men e en es s sucesi os. (Adap ado de Sha elson 1974). HOJA DE INSTRUCCIONES Es a p ueba es un es de asociación de palab as que p e ende de e mina cuán as palab as puedes pensa y esc ibi , a pa i de una dada, en un in e alo de iempo co o. En la pa e supe io ( e una hoja se e p esen a á una palab a cla e que ep esen a un concep o de Física y debe ás esc ibi debajo odas aquellas palab as que e engan a la men e a pa i de la palab a cla e. Dispond ás de o as an as hojas pa a o as an as palab as cla e. P obablemen e no seas capaz de ellena odos los espacios de cada página, pe o in en a hace lo lo mejo posible. A modo de ejemplo, supón que se pide a un elec icis a que esc iba an as palab as elacionadas con la elec icidad, que es su especialidad, como sea capaz de pensa a pa i de la palab a «conduc o ». P obablemen e esc ibi ía lo siguien e: CONDUCTOR me al esis encia Conduc o Conduc o - ca ga Conduc o Conduc o - ansmi e Conduc o Conduc o - Como se a a de un elec icis a íja e que no ha esc i o las palab as « en», ni « olebús», ni «guía», po ejemplo, pues no es án elacionadas con el concep o eléc ico de «conduc o ». En la si uación eal debe ás pensa , en es e caso, como un ísico cuando ayas a ealiza la p ueba. Dispond ás de un minu o pa a cada pagina, pe o no pases a la siguien e has a que no se e a ise. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1991,9 (2) 143