Resolución de problemas de Química y estructura cognoscitiva

INVESTIGACION EXPERIENCIAS DIDACTICAS RESOLUCION DE PROBLEMAS DE QUIMICA Y ESTRUCTURA COGNOSCITIVA KEMPA, R.F. Uni e si y o Keele, U.K. / Managing Edi o o Eu opean Jou nal o Science Educa ion (Ve sión cas ellana de J. Ma inez To eg osa, Coo dinado de Física y Química pa a la Re o ma de las EEMM en la Comunidad Valenciana) SUMMARY This pape in oduces a esea ch abou he causes o s uden s incapabili y o sol e success ully ques ions ypical om chemis y es ing. The ela ionship be ween cogni i e maps o good and poo sol e s and hei answe s is s udied. The esul s ob ei- ned when s udying he in luence o he le el o in o ma ion supplied by he decla a ion o a p obleni o e i s le el o acili y is o e ed. , INTRODUCCION Has a aho a hemos in en ado, median e algunos de cuen an en los exámenes habi uales. Nues o in e és nues os abajos, in es iga en la cues ión de qué p o- en es a cues ión su ge de dos conside aciones: duce la incapacidad de los es udian es pa a esol e p o- 1.- Un desacue do básico con la c eencia con encio- blemas cien í icos, especialmen e aquellos que se en- nal, ampliamen e acep ada, de que los pob es esul a- ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1986, 4 (2), 99-110 99 INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS dos en los exámenes e lejan una baja capacidad in- de exigencia a que some en a los p ocesos cogni i os. ínseca po pa e de los es udian es, o una o ma de Todos es os a gumen os apo an una jus i icación con- abajo en clase inadecuada (o mo i ación), o una com- side able a nues o en oque. binación de ac o es como es os. 11.- El con encimien o de que es educacionalmen e UN MARCO TEORICO impo an e y deseable explo a las causas de los bajos endimien os de los es udian es, pues o que p obable- Cualquie es udio en un campo an complejo como la men e nos conduci án hacia acciones e in e enciones con las que pod emos educi o elimina es os endi- esolución de p oblemas po humanos (independien- mien os de baja calidad. emen e de la o ma en que se conciba es a) no puede se emp endido de modo signi ica i o sin e e encia a En el sen ido más amplio, nues o abajo en es a á ea alguna undamen ación eó ica. La elección de una un- puede se desc i o como in es igación en « esolución damen ación depende en g an medida de los aspec os de p oblemas)). No obs an e, no es del ipo de la in- pa icula es de la esolución de p oblemas en que uno es igación clásica en es e campo (po ejemplo Newell es é in e esado. y Si non (1972)9 O eeno (1972) y Scandu a (1977)), que En un sen ido amplio, la aolución de p oblemas pude en mayo medida, los ~~~~~~~g~~~~ se concebida desde es pano ámicas di e en es: del compo amien o en la esolución de p oblemas, o que explo a la e ec i idad de dis in os en oques didác- 1. Puede concebi se en é minos de secuencia de ac i- icos (me odologías de ins ucción) como medios de me- idades y heu ís ica asociada que se dan en el p oceso. jo a las des ezas de los es udian es cuando esuel en Es a concepción de i a di ec amen e de la di isión o i- p oblemas. Po el con a io, hemos adop ado un pun- ginal de Dewey (1910) del p oceso de esolución en o de is a más p agmá ico, omando como pun o de «cinco e apas lógicamen e di e en es)), que son: pa ida pa a nues as in es igaciones la ac uación de * Iden i icación del p oblema los es udian es en p oblemas ípicos de los exámenes * De inición del p oblema habi uales. Es o signi ica que ex endemos la de inición , P oducción de hipó esis sob e posibles soluciones de esolución de p oblemas ue a de los acos umb a- * Desa ollo de es as hipó esis y de sus dos lími es de los p ocesos p oduc i os, en los cuales la pe sona p oduce -po descub imien o- una com- p opiedades binación de eglas ap endidas p e iamen e que puede * Comp obación de las hipó esis. aplica pa a ob ene una solución a una si uación- 11. En é minos de la in e p e ación de los psicólogos p oblema no edosa (Gagné, 1970), a los p ocesos e- de la Ges al , la esolución de p oblemas puede conce- p oduc i os, en los cuales el conocimien o es simple- bi se como un p oceso que supone un pe íodo de «in- men e eco dado o aplicado en si uaciones-p oblema cubación)) seguido po una epen ina «in uición» en la no no edosas. El ul imo p oceso es, desde luego, el que cual la es uc u a del p oblema es men almen e eo - se p esen a undamen almen e en los exámenes. ganizada. Desde es a pe spec i a la esolución de p o- blemas se concibe in a iablemen e como un p oceso Nues a amplia concepción de la esolución de p oble- p oduc i o^^ y se excluyen sus aspec os mas no es inconsis en e con las concepciones de o os nume osos au o es, incluyendo algunos de los líde es « ep oduc i os». econocidos en es e campo de in es igación. Así, Lind- 111. La esolución de p oblemas se concibe en é mi- sey y No man (1977) han mani es ado explíci amen e nos de un modelo de p ocesado de in o mación que «la pe sona que es á eco dando conocimien os pa- «en ada-salida» (inpu /ou pu ), donde la «en ada» ece es a esol iendo un p oblema». Po o a pa e, ep esen a la pe cepción del p oblema po pa e del su- G eeno (1980) ha de endido la sup esión de la dis in- je o, Y la «salida» su espues a (0 solución) a 61. La ción en e la ep oducción de conocimien os y la eso- in o mación es p ocesada po el «ce eb o» del suje o lueión de p oblemas, basándose en lo siguien e: en el sen ido más amplio, implicando y equi iendo a- ias unciones de memo ia: 1. Es ampliamen e econocido que los conocimien os que se pueden eco da juegan un papel impo an e en Mm~o ia a co o plazo oda esolución de p oblemas. Memo ia de abajo Memo ia a la go plazo (sus a o básico de conoci- 11. El modo de p ocede cuando se ecue dan conoci- mien os) mien os y se ealizan a eas que son apa en emen e de na u aleza u ina ia, mues a las mismas ca ac e ís i- No es mi deseo en a en una discusión de allada de cas esenciales que cuando se esuel en « e dade os» los mé i os o demé i os de los es ipos de modelos, p oblemas. sólo sub aya que, en elación con nues a línea de in- es igación, los dos p ime os ienen poco que o ece A kin (1978) ambién ha suge ido que la esolución de po que el modelo 1, el modelo Deweyano, conside a p oblemas p oduc i a y ep oduc i a no son de dis in- p incipalmen e las condiciones «ex e nas» ela i as a a na u aleza, sino que di ie en me amen e en el ni el la esolución de p oblemas; mien as que el modelo 11, 100 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS el modelo Ges al is a, no con empla el ipo de p oble- mas « ep oduc i os» que se p esen an en los exáme- nes habi uales. El modelo 111, el modelo de p ocesado de in o mación, se nos p esen a como la es uc u a eó ica más ap o- piada pa a conside a , pues o que se e ie e a ello, - al menos po analogía- el es ado in e no del esol en- e, po ejemplo, su sis ema de conocimien os (inclui- do en su memo ia a la go plazo). Así, decidimos apli- ca es e modelo pa a es udia lo que sucede cuando se con es an cues iones de exámenes. Po nues a pa e, conside amos que es e p oceso comp ende cinco pasos esenciales: 1. El es udian e lee la cues ión 2. El es udian e in e p e a la cues ión en é minos de a eas que se solici an e ideas undamen ales 3. El es udian e selecciona mé odos y hechos 4. El es udian e ope a con hechos e in o mación 5. El es udian e comp ueba y acep a o echaza la es- pues a (o admi e el allo). El papel de la memo ia se ap ecia ácilmen e cuando se examinan de enidamen e cada uno de es os pasos. Po ejemplo, en la E apa 2, el es udian e iene que e- laciona el con enido de la p egun a con su es uc u a de conocimien os pa a comp ende la na u aleza del p oblema y las ideas cla es incluidas en la cues ión. La e apa 3 eque i á que el es udian e « ecue de» (« ecu- pe e)), N. del T.) de su sis ema de memo ia odos los algo i mos o mé odos que conside e impo an es pa a esol e el p oblema, así como cualquie in o mación concep ual o sob e hechos, además de la con enida en el enunciado, que sea necesa ia pa a la solución del p oblema. Análisis semejan es se pueden hace con las o as e a- pas del modelo, y a ios in en os ele an es sob e es o han sido publicados. Una e isión de los mismos cae ue a de ¡a in ención de es e abajo, pe o se puede menciona que la mayo pa e de los au o es que han examinado el papel de la memo ia en la esolución de p oblemas, sugie en la exis encia de es unciones de memo ia di e en es. Es as son: Memo ia a co o plazo (MCP) Memo ia de abajo (MT) Memo ia a la go plazo (MLP) En e ellas, la memo ia a la go plazo se conside a ge- ne almen e como de pa icula impo ancia en la eso- lución de p oblemas: se puede de ini de modo simple como la «base de conocimien os)) acumulados po el indi iduo, y se puede pensa que con iene dos ipos de in o mación y conocimien os de impo ancia pa a la esolución de p oblemas: 1. Conocimien o~p oposicional - po el que se en ien- de conocimien os de hechos, concep os, eglas y eo ías. 11. Conocimien o algo í mico y me odológico - es de- ci , conocimien o ela i o a modos de p ocesa la in- o mación y esol e p oblemas. Ambos ipos de conocimien o son de ele ancia inme- dia a en los pasos 3 y 4 del modelo an e io de e apas pa a la esolución de p oblemas. En consecuencia, la cues ión queda plan eada en é minos de si -y en ca- so a i ma i o en qué ex ensión- los acasos y éxi os de un es udian e cuando esuel e p oblemas del ipo habi ual en los exámenes pueden se explicados en é - minos de si los aspec os del conocimien o ele an es y necesa ios pa a su solución es án con enidos y son ecupe ables de su «base de conocimien o)) (es deci , de su memo ia a la go plazo). El hecho de que un de- e minado aspec o del conocimien o sea o no ecupe- able, podna depende , a su ez, del modo en que es é o ganizado en la MLP y de la na u aleza de las cla es empleadas pa a eco da lo. El papel de la memo ia a co o plazo y de la memo ia de abajo es á elacionado básicamen e con el p oce- sado, ans o mación y codi icación de la in o mación. Es a in o mación puede eni del ex e io , po ejem- plo de una cues ión de examen, o se ex aída de la me- mo ia a la go plazo de cada uno. La dis inción en e la memo ia a co o plazo y la de abajo es ela i a- men e poco impo an e pa a nues os p opósi os. Bas a deci que ambas juegan un papel impo an e en el p o- cesado de la in o mación du an e la esolución de p o- blemas. Un aspec o que ha sido epe idamen e a a- do en la bibliog a ía sob e la memo ia a co o plazo en pa icula , es que sólo es capaz de maneja a la ez una can idad limi ada de in o mación. Así, el allo en la MCP y en la MT puede se , ambién, un ac o in- luyen e en la esolución de p oblemas. INVESTIGACIONES Y HALLAZGOS PRELIMINARES En la ase inicial de es e abajo, se lle ó a cabo un aná- lisis en p o undidad del compo amien o de los es u- dian es cuando esuel en p oblemas, pa a iden i ica , en p ime luga , las es a egias adop adas po ellos y la a iedad na u aleza de los e o es come idos. Es e úl imo aspec o, en pa icula , llegó a se cla e, pues o que los imos como un camino di ec o pa a ob ene in o mación sob e posibles causas de los allos come- idos al esol e p oblemas. La me odología adop ada siguió líneas es ablecidas en el campo de la in es igación en la esolución de p o- blemas: suponía la ecogida de p o ocolos de esolu- ción de, ap oximadamen e, 60 es udian es, cuya edad es aba comp endida en e los 16 y 17 años, que habían seguido p e iamen e el cu so de Química a ni el del ((Ce i icado Gene al de Educación O dina ia». Cada sesión de esolución de p oblemas du aba 60 minu os, en los cuales los es udian es in en aban esol e a ios p oblemas ípicos de los exámenes de Química del «Ole- el» inglés. Los es udian es g ababan sus p ocesos de ENSEFIANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS pensamien o en una cin a magne o ónica, y las g aba- ciones ob enidas e an pos e io men e, ansc i as y Tabla I analizadas. Un epo aje comple o sob e el dise io de es e es udio, E o F ecuencia (%) incluyendo la elección de los p oblemas, se á publica- do a lo la go de es e cu so. Po an o, no discu i emos aquí es e asun o. En luga de ello, desea ía mos a y Incomp ensión de lo que 8 discu i nues os hallazgos en es e abajo. se pide o de la in o mación E o es iden i icados en la esolución de p oblemas P oblemas de memo ia 60 La mayo pa e de los e o es iden i icados y analiza- Fallo o al al eco da (15) dos a pa i de los p o ocolos caen den o de es am- Recue do inco ec o (19) plias ca ego ías, que son: Recue do incomple o (1 3) Recue do inadecuado (1 0) 1. E o es que se deben a una incomp ensión o a una in e p e ación inco ec a de las incógni as o de los da- E o es de p ocesado 25 os especi icados en el enunciado. (E o es de p ocesado, e o es 2. E o es debidos a p oblemas de memo ia. de selección de da os, e o es de egis o, in asiones, e c.) 3. E o es que su gen cuando se es án p ocesando los da os y la in o mación (es deci , e o es de p ocesado). Las ca ego ías 2 y 3 comp enden a su ez nume osas subca ego ías. Po ejemplo, los e o es debidos a la me- mo ia (ca ego ía 2) comp enden si uaciones donde la ciados, ue on, ambién, ela i amen e a os: al ede- in o mación eque ida no ue eco dada po el es u- do de un 8%. dian e de su memo ia a la go plazo o bien es aba ausen- Ine i ablemen e, a la luz de es os da os, uno es condu- e de ella ( allo o al al eco da ), o si uaciones donde cido hacia una mayo explo ación de los aspec os de los es udian es eco daban in o mación inap opiada o (( ecue do)) en la esolución de p oblemas. Es o, en la inco ec a, o ambién cuando la in o mación eco da- p ác ica, signi ica que aspec os ela i os a la es uc u- ba e a incomple a. Una elabo ación de allada de los a de la memo ia de los es udian es deben se analiza- ipos de e o es indi iduales cae ue a de la in ención dos con de enimien o. de es e a ículo, pe o es e asun o ha sido ex ensamen- e discu ido po Slimming (1984). Nues as hipó esis undamen ales, o muladas a la luz de los an e io es hallazgos, ue on es as: Nues a clasi icación de e o es se basó en un análisis de 370 casos de e o . En las es ca ego ías menciona- 1. Los es udian es exi osos (en é minos de esolución das se podían inclui el 93% de odos los e o es ob- de p oblemas) di ie en de los menos exi osos p incipal- se ados. El 7% es an e, incluye, po ejemplo, e o- men e en lo que se e ie e a la o ganización de los co- es debidos a ((in uición inco ec a)) donde los es udian- nocimien os cien í icos en su memo ia a la go plazo. es, en ez de pone se a esol e el p oblema, daban 11. Adicionalmen e, hipo e izamos que el endimien- (( espues as inmedia as)) que es aban cla amen e basa- o en la esolución de p oblemas depende ía de la ma- das en algún ipo de especulación. e ia de que a a a el p oblema plan eado. La abla 1 esume los ipos de e o iden i icados y su Es a Úl ima hipó esis se de i a de la conside ación de ecuencia. que la o ganización semán ica de la memo ia (a la go plazo) de los es udian es no es á necesa iamen e igual Las conclusión so p enden e que se ex ae de la abla de bien desa ollada pa a dis in os conocimien os o es que, en nues a si uación de es udio, los e o es al á eas concep uales. eco da ue on, con mucho, los más ecuen es y, po an o, deben se conside ados esponsables de la ma- Aunque noso os p onos icamos una ue e elación en- yo pa e de los casos donde los es udian es apa en e- e el compo amien o en la esolución y la es uc u a men e « allan» al esol e p oblemas en los exámenes semán ica de la memo ia, es a debe se is a en el con- habi uales. Los e o es de es a egia asociados con el ex o de la p opia esolución de p oblemas, especial- p ocesado de la in o mación ue on ela i amen e es- men e según el ni el de in o mación que se suminis- casos: en nues o es udio, suma on solamen e al ede- a. Dado que el esquema concep ual sob e conoci nien- do de un 8% (es deci , una e ce a pa e del o al de os cien í icos in e io izado po cada es udian e es pa - los e o es de p ocesado). Los e o es debidos a la in- icula , pod ía espe a se que la p obabilidad de éxi o comp esión o a la inco ec a in e p e ación de las a- en la esolución aumen a a con el ni el de in o mación eas solici adas o los da os suminis ados en los enun- suminis ado po la p opia desc ipción de la a ea, 1 02 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS siemp e que es a in o mación sea ele an e pa a dicha a ea. Cuan a mayo in o mación suminis a una cues- ión, mayo es el núme o de posibles cla es capaces de ac i a una búsqueda en la MLP. Del mismo modo, la educción del ni el de in o mación debe ía educi el núme o de cla es po enciales. Es a úl ima conside ación nos condujo a ex ende nues- a in es igación a un examen de la elación en e el ni el de in o mación suminis ado en los p oblemas de los exámenes habi uales y el compo amien o de los es- udian es al esol e los. Los esul ados y hallazgos ob enidos se an a p esen- a en dos pa es. En p ime luga se conside a la ela- ción en e compo amien o en la esolución de p oble- mas y la memo ia semán ica. Pos e io men e se exa- mina la elación en e compo amien o en la R. de P. y ni el de in o mación suminis ado. COMPORTAMIENTO EN LA RESOLUCION Y ESTRUCTURA SEMANTICA DE LA MEMORIA Un p ime in en o de a oja luz sob e es e aspec o ue hecho po Ca o1 Nicholls, an igua asis en e de in es i- gación en Keele. Usando una écnica de asociación de palab as in es igó la es uc u a cognosci i a de 93 es- udian es de 15 aiios en lo ela i o a a ios concep os dis in os de química que habían seguido. Pa alelamen e a es a in es igación, ambién desa olló y pasó una p ueba de p oblemas de química con obje o de medi la compe encia de los es udian es al esol e p oblemas elacionados con los concep os a ados en el es de asociación de palab as. A pa i de los esul ados de la p ueba de p oblemas, (A) BUENOS RESOLVENTES Base NaOH .x. Concen ado • ACIDO Sal Hid ó- ~oinasol </' geno / .Ión ~ o óh iden i icamos g upos de «malos» y «buenos» esol en- es. Es os g upos se eligie on omando el cua il in e- io y supe io , espec i amen e, del o al de la pobla- ción de es udian es, de modo sepa ado pa a cada con- cep o. Ad e imos que la composición de los g upos de «buenos» y «malos» esol en es a iaba signi ica- i amen e de un concep o a o o: es udian es que apa- ecían como buenos esol en es en un á ea de la Quí- mica, no se desen ol ían necesa iamen e igual de bien en o a á ea. En onces a amos de elaciona la calidad como e- sol en e de los es udian es, con sus es uc u as cogni- i as, y lo hicimos calculando «mapas cogni i os me- dios» pa a los g upos de «buenos» y «malos» esol- en es. El p ocedimien o empleado ya ha sido desc i- o (Kempa y Nicholls, 1983),bas a deci que supone la es imación de la «in ensidad» media de los ínculos en- e dos concep os a pa i de los es s de asociación de palab as, pa a los dos g upos. Todo lo que puedo hace aquí es mos a nues os ha- llazgos, y es o me gus a ía hace lo po e e encia a dos ejemplos: ACIDO y BASE como «á eas concep uales cla e» usadas en el es udio de la asociación de pala- b as. Las igu as 1 y 2 mues an los mapas cogni i os g upales pa a los dos concep os, pa a buenos y malos esol en es, espec i amen e. (El coe icien e de in e - conexión en cada caso es 0,l). Ambas ep esen aciones conducen ap oximadamen e a las mismas conclusiones, que son: 1. Las es uc u as cognosci i as de los buenos esol- en es son más complejas y con ienen más asociacio- nes que las de los malos esol en es, pa a un ni el da- do de elacionabilidad en e los concep os. La abla 11 demues a es o. (B) YALOS RESOLVENTES I ig. 1 Mapas cognosci i os «medios» pa a el concep o cla e ácido. (Coe icien e de elacionabilidad, RC > 0'10). ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS (A) BUENOS RESOLVENTES haOH Ión Concen ado (B) MALOS RECOLVENTES NaOH Concen ado Sa 1 ig. 2 Mapas cognosci i os «medios» pa a el concep o cla e base. (Coe icien e de elacionabilidad, RC 2 0'10). Tabla II Admi iendo es a si uación, hemos conside ado más e- cien emen e las ac uaciones de los es udian es de mo- No de asociaciones No de asociaciones do indi idual, y hemos in en ado elaciona las con sus p ima ias secunda ias es uc u as cognosci i as. Es os es udios, que ue on ealizados en su mayo pa e po el D . Slimming, han ACIDO con i mado esencialmen e nues os hallazgos gene a- Buenos esol en es 6 4 les ob enidos a pa i de mapas cognosci i os g upa- malos esol en es 2 3 les, pe o ambién nos han capaci ado pa a explica el compo amien o y los e o es al esol e p oblemas pa - BASE iendo de las es uc u as cognosci i as de cada uno de Buenos esol en es 5 4 los es udian es. Malos esol en es 4 2 Pa a ilus a es o, amos a hace e e encia a dos ca- 11. La di e encia en e las es uc u as cognosci i as de sos dis in os (Es udian e 060 y Es udian e 138, espec- los dos g upos apa ecen p edominan emen e en los con- i amen e, de la mues a del D . Slimming), en ela- cep os de una na u aleza digamos ((abs ac a)). En los ción con el siguien e p oblema de un examen habi ual: dos ejemplos discu idos es os concep os son H+, p o- Se ealiza una elec ólisis en una disolución diluida de ón e ión. Debe ad e i se que a ios de los p oblemas ácido sul ú ico, u ilizando elec odos de pla ino. que debían se esuel os po los es udian es eque ían que los concep os químicos ue an aplicados en su o - a) (1) Deci el nomb e del p oduc o o mado en el ma abs ac a. El allo de los «malos» esol en es no ánodo. es, po an o, so p enden e a la is a de las di e encias (Zi) Deci el nomb e del p oduc o o mado en el cá odo. en las es uc u as cognosci i as. b) Explica en qué di ie en el mecanismo de conduc- ción de la co ien e eléc ica a a és de ácido sul ú i- Debemos admi i que los an e io es hallazgos son de co diluido y a a és de una espi a de cob e. na u aleza cuali a i a, o -en el mejo de los casos- semicuan i a i a y que ienen un de ec o impo an e. C) ¿En quéelec odo, si hay alguno, son educidos los Es e es que la noción de «mapa cognosci i o medio» iones du an e la no es o almen e cla a. Es o es así po que las es uc u- d) Una célula elec olí ica simple es á o mada po lá- as cognosci i as son undamen ales idiosinc á icas, es minas de cinc y cob e den o de una solución acuosa deci , e lejan las elaciones en e concep os que exis- de un elec óli o. Cuando se ex ae una peque ia co- en en la men e de indi iduos, no de g upos de pe so- ien e de la célula, iquéme alse á el e mmalposi i o? nas. Incluso si se admi e que algunas de las elaciones Los mapas cognosci i os pa a los dos es udian es se y asociaciones en e concep os son p obablemen e com- mues an en las igu as y 4. pa idas po la mayo ía, si no po odos los miemb os del g upo, siemp e hay ca ac e ís icas indi iduales en A con inuación se compa an las ca ac ens icas de es- los mapas cognosci i os que, debido a que hay que p o- os mapas con las ca ac e ís icas de las espues as de media , son pasadas po al o y omi idas. los es udian es (Tablas 111 y IV). 104 ENSEFIANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS EJ~ECT~~~~,ISIS CARGA /$ELEcTg, :uI! ELECTI%LITC CORRIEXTE ELECTRICA ANODO CATODO 1 l I I l POSITIVO iJEGATIVO - ELECTRON AGENTE REDUCTOR ig. 3 Caso de es udio 1: Elec ólisis, es udian e 060 (pun uación máxima) CORRIENTE ELECTROLISIS SERIE ELECTRICA bc!R&' ELECTROQCIMICA ELECTR~LITO ELECTRON , - ANO , ION POSITIVC-NEGATIVO ig. 4 Caso de es udio 4: Elec ólisis, es udian e 138 (pun uación nula) ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS Tabla 111 CASO 1: Es udian e 060 (Pun uación máxima) Ca ac e is icas de la espues a Ca ac e ís icas del Mapa Cognosci i o Cues iones a (1) y a (11) El es udian e, con segu idad, eco dó la eacción de elec ólisis y la ca ga de los iones implicados. Asignó co ec amen e los iones a los elec odos adecuados. Cues ión b El es udian e explica la co ien e como un lujo de elec ones en la espi a me álica y a acción de iones hacia los elec odos, e in e cambio de elec ones en los mismos. Ad ié ase la cla a asociación en e cá odo y nega i o. No apa ece un ínculo equi alen e en e ánodo y posi i o pe o a es e se llegó p esumiblemen e po con as e con el p ime o. El mayo én asis sob e cá odo/nega i o se debe p o- bablemen e a la mayo amilia idad con las eacciones de desca - ga ca iónica que con las aniónicas. Ambas son consis en es con la disposición del mapa cognosci i o: elación elec ón-co ien e-ca ga; elación ion-signo-elec odos-elec ón. Cues ión c Exis ió con usión inicial sob e la di ección de la ans e encia de elec ones en la educción. Pe o esol ió el p oblema. Ad ié ame los ínculos simé icos en e elec dn y el núcleo edox Cues ión d Fue incapaz de desa olla una solución al p oblema y ue o zado a con es a (con es ación co ec a) El mapa cognosci i o con iene el concep o de se ie elec oquímica, pe o la o ma de la es uc u a asocia i a no iene signi icado pa a es e p oblema Tabla IV CASO 2: Es udian e 138 (Pun uación nula) Ca ac e ís ica de la espues a Ca ac e ls ica del Mapa Cognosci i o Cues iones a (1) y a (11) In en ó con poca con ianza da . con es aciones, pe o no podía eco da ninguna in o mación sob e la «elec ólisis del ácido sul ú ico». En ausencia de es a in o mación, el mapa cognosci i o es i ele an e, pe o ad ié ase el á ea pob emen e disc iminada de ánodo/cá odo, elec ón, nega i o. También Uama la a ención el aislamien o del núcleo edox. Cues ión b No hizo ningún in en o de espues a. El es udian e decla ó que no había es udiado la «elec ólisis en sus ancias sólida)) (él suponía que la conduc i idad me álica es á elacionada con la conduc i idad elec oli ica). Las ca ac e ís icas del mapa cognosci i o son consis en es con la ausencia de conocimien os del es udian e: ausencia de ínculo en e co ien e eléc ica y elec dn; el limi ado con ex o en que es á el elec dn, ligado solamen e con ión y ánodo. Los ínculos de es e úl imo no son habi uales. Cues ión c No dio ningún a gumen o azonado, el es udian e En e amen e consis en e con el aislamien o del núcleo edox simplemen e con es ó. espec o al es o de la es uc u a cognosci i a. Cues ión d El es udian e eco dó la eac i idad ela i a del cinc y el Es o es consis en e con la comple a sepa ación del concep o cob e, pe o no supo desa olla una espues a n pa i de ahí. de se ie elec oquímica del es o del mapa cognosci i o. La con es ación es equi ocada. El núcleo ca ga indi e enciado ambién pod ía causa di icul ades. 106 ENSERANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS El alo po encial de los mapas asocia i os indi idua- RESOLUCION DE PROBLEMAS Y NIVEL DE les en la in e p e ación de aspec os y agmen os pa - INFORMACION SUMINISTRADO EN LOS icula es en la esolución de p oblemas se demues a ENUNCIADOS ius amen e uo los an e io es eiemulos. El D . Slim- ming examinó una amplia a iedad de casos y encon- ó que los in en os de los es udian es cuando esuel- en p oblemas siemp e se mos a on consis en es con los mapas, aumen ando la consis encia cuan o más e- le an e ue a el mapa cognosci i o pa a el camino de solución elegido po el esol en e. Incluso en casos don- de los caminos de solución so eaban el con enido de los mapas, e a a menudo posible señala de ec os en el mapa como explicación de la elección de caminos al e na i os. Sena equi ocado p oclama que los mapas cognos- ci i os o ecen una es uc u a explica i a comple a pa a la in e p e ación de los allos y acie os de los es- udian es cuando esuel en p oblemas. Una limi ación pa icula a su pode de in e p e ación su ge del hecho de que no con poca ecuencia, los es udian es pa e- cían con ia en el ecue do de ejemplos especí icos o es a egias de solución que implicaban concep os no cu- bie os po nues os es s de asociación de palab as. En es os casos, los mapas cognosci i os hallados endían a se pa cial o o almen e i ele an es. Pe o es e es un de ec o debido a nues a incapacidad pa a p e e ales caminos al e na i os, e c., y ex ende nues a explo ación cognosci i a ambién a esas á eas. Las de iciencias que acabamos de menciona , acom- pañadas del hecho de que la mayona de los mé odos de ob ene mapas cognosci i os e elan solamen e in- o mación es ingida sob e la na u aleza de los ín- culos en e concep os, conducen a la ine i able conclu- sión de que los mapas cognosci i os indi iduales son de uso limi ado pa a in en a p edeci el compo amien- Si, como hemos discu ido y demos ado, el éxi o y a- caso en la esolución de p oblemas en los exámenes ha- bi uales depende de modo signi ica i o de la o ganiza- ción de los conocimien os en la memo ia semán ica de los es udian es, el p opio p oceso de esolución debe p opo ciona al es udian e cla es adecuadas pa a ac- cede a es a memo ia. A la luz de es a conside ación, o mulamos la hipó esis (p e iamen e mencionada) de que el endimien o de los es udian es en la esolución sena dependien e del con enido de in o mación de los enunciados. Pa a in es iga ambién es e aspec o, omamos como pun o de pa ida el con enido de in o mación no mal en los « ípicos» p oblemas de examen, y concebimos la posibilidad de que es e con enido pod ía se bien « e- ducido)) signi ica i amen e o bien «aumen ado» aña- diendo in o mación. A su ez, pensamos, la in o ma- ción adicional podna se de dos clases: 1. Pod ía se i ele an e pa a lo que se pide, a modo de «embellecimien o» del p opio enunciado. 11. Pod ía se ele an e pa a lo que se pide en el p o- blema y, po an o, podna p opo ciona al es udian e alguna ayuda pa a esol e lo. Un análisis de los enunciados « ípicos» de examen mos- ó que al menos algunos de ellos se plan eaban en al- gún con ex o -gene almen e pa a da les cie o g ado de ealismo- que, de nue o, podía se ele an e o i e- le an e pa a lo que se pedía en el p oblema. No obs- an e, es a in o mación añadida solía se muy limi a- da en ex ensión. o de los es udian es al esol e p oblemas. Así, en La elación en e los ni eles de in o mación se mues- nues a opinión, los mapas si en más como medios a en la igu a 5. Se e que con o me el con enido de pa a in e p e a el compo amien o, an o en casos in- in o mación aumen a, pasamos del ipo de ((enuncia- di iduales como pa a g upos. Los mapas cognosci i- do educido)) a la ca ego ía de ((enunciado aumen a- os g upales, a nues o pa ece , ienen la en aja so- do» con su subdi isión. b e los indi iduales de que ienden a elimina ínculos idiosinc á icos que apa ecen en es os, po an o, pue- den se más ú iles pa a el p o eso , pa a explica e in- e p e a el compo amien o en el ap endizaje de sus alumnos y, po an o, las di icul ades del ap endizaje. Lo que nues os hallazgos pa ecen mos a sob e o- do, es que la o ganización del conocimien o semán i- co en la memo ia a la go plazo de los alumnos, es un ac o impo an e pa a de e mina su endimien o en la esolución de p oblemas. Cie amen e, a la luz de nues os es udios, pod íamos sos ene que la impo an- cia del ac o memo ia supe a al aspec o de ((p ocesa- do y es a egia)) pa a de e mina el éxi o o acaso en la esolución de p oblema ípicos de los exámenes habi uales. La ca ac e ís ica esencial de un «enunciado educido)) es que, a di e encia de los o os ipos de enunciados, en él al a in o mación esencial pa a esol e el p o- blema. Es a in o mación debe, po an o, se suminis- ada po el p opio es udian e, haciendo suposiciones ap opiadas. Po ejemplo, incluso en el caso más sim- ple de ac i idad «de ecue do)) como es eque i que se de el nomb e de un p oceso de e minado, es posible una e sión « educida» del enunciado, haciendo que el p opio p oceso es é ca ac e izado de modo incomple o. (El análisis an e io supone que oda la in o mación p esen ada en los enunciados es co ec a, lo que es á plenamen e jus i icado pa a los p oblemas de examen habi uales. En o os casos, la apa ición de in o mación ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS