Resolución de problemas de Química y estructura cognoscitiva

INVESTIGACION EXPERIENCIAS DIDACTICAS RESOLUCION DE PROBLEMAS DE QUIMICA Y ESTRUCTURA COGNOSCITIVA KEMPA, R.F. University of Keele, U.K. / Managing Editor of European Journal of Science Education (Versión castellana de J. Martinez Torregrosa, Coordinador de Física y Química para la Reforma de las EEMM en la Comunidad Valenciana) SUMMARY This paper introduces a research about the causes of students incapability to solve successfully questions typical from chemistry testing. The relationship between cognitive maps of good and poor solvers and their answers is studied. The results obteined when studying the influence of the level of information supplied by the declaration of a probleni over its level of facility is offered. , INTRODUCCION Hasta ahora hemos intentado, mediante algunos de cuentran en los exámenes habituales. Nuestro interés nuestros trabajos, investigar en la cuestión de qué proen esta cuestión surge de dos consideraciones: duce la incapacidad de los estudiantes para resolver pro1.- Un desacuerdo básico con la creencia convencioblemas científicos, especialmente aquellos que se ennal, ampliamente aceptada, de que los pobres resultaENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1986, 4 (2), 99-110 99 INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS dos en los exámenes reflejan una baja capacidad inde exigencia a que someten a los procesos cognitivos. trínseca por parte de los estudiantes, o una forma de Todos estos argumentos aportan una justificación contrabajo en clase inadecuada (o motivación), o una comsiderable a nuestro enfoque. binación de factores como estos. 11.- El convencimiento de que es educacionalmente UN MARCO TEORICO importante y deseable explorar las causas de los bajos rendimientos de los estudiantes, puesto que probableCualquier estudio en un campo tan complejo como la mente nos conducirán hacia acciones e intervenciones con las que podremos reducir o eliminar estos rendiresolución de problemas por humanos (independienmientos de baja calidad. temente de la forma en que se conciba esta) no puede ser emprendido de modo significativo sin referencia a En el sentido más amplio, nuestro trabajo en esta área alguna fundamentación teórica. La elección de una funpuede ser descrito como investigación en «resolución damentación depende en gran medida de los aspectos de problemas)). No obstante, no es del tipo de la inparticulares de la resolución de problemas en que uno vestigación clásica en este campo (por ejemplo Newell esté interesado. y Sirnon (1972)9 Oreeno (1972) y Scandura (1977)), que En un sentido amplio, la raolución de problemas pude en mayor medida, los ~~~~~~~g~~~~ ser concebida desde tres panorámicas diferentes: del comportamiento en la resolución de problemas, o que explora la efectividad de distintos enfoques didác1. Puede concebirse en términos de secuencia de actiticos (metodologías de instrucción) como medios de mevidades y heurística asociada que se dan en el proceso. jorar las destrezas de los estudiantes cuando resuelven Esta concepción deriva directamente de la división oriproblemas. Por el contrario, hemos adoptado un punginal de Dewey (1910) del proceso de resolución en to de vista más pragmático, tomando como punto de «cinco etapas lógicamente diferentes)), que son: partida para nuestras investigaciones la actuación de * Identificación del problema los estudiantes en problemas típicos de los exámenes * Definición del problema habituales. Esto significa que extendemos la definición , Producción de hipótesis sobre posibles soluciones de resolución de problemas fuera de los acostumbra- * Desarrollo de estas hipótesis y de sus dos límites de los procesos productivos, en los cuales la persona produce -por descubrimientouna compropiedades binación de reglas aprendidas previamente que puede * Comprobación de las hipótesis. aplicar para obtener una solución a una situación11. En términos de la interpretación de los psicólogos problema novedosa (Gagné, 1970), a los procesos rede la Gestalt, la resolución de problemas puede conceproductivos, en los cuales el conocimiento es simplebirse como un proceso que supone un período de «inmente recordado o aplicado en situaciones-problema cubación)) seguido por una repentina «intuición» en la no novedosas. El ultimo proceso es, desde luego, el que cual la estructura del problema es mentalmente reorse presenta fundamentalmente en los exámenes. ganizada. Desde esta perspectiva la resolución de problemas se concibe invariablemente como un proceso Nuestra amplia concepción de la resolución de probleproductivo^^ y se excluyen sus aspectos mas no es inconsistente con las concepciones de otros numerosos autores, incluyendo algunos de los líderes «reproductivos». reconocidos en este campo de investigación. Así, Lind111. La resolución de problemas se concibe en térmisey y Norman (1977) han manifestado explícitamente nos de un modelo de procesado de información que «la persona que está recordando conocimientos pa- «entrada-salida» (input/output), donde la «entrada» rece estar resolviendo un problema». Por otra parte, representa la percepción del problema por parte del suGreeno (1980) ha defendido la supresión de la distinjeto, Y la «salida» su respuesta (0 solución) a 61. La ción entre la reproducción de conocimientos y la resoinformación es procesada por el «cerebro» del sujeto lueión de problemas, basándose en lo siguiente: en el sentido más amplio, implicando y requiriendo varias funciones de memoria: 1. Es ampliamente reconocido que los conocimientos que se pueden recordar juegan un papel importante en Mm~oria a corto plazo toda resolución de problemas. Memoria de trabajo Memoria a largo plazo (sustrato básico de conoci11. El modo de proceder cuando se recuerdan conocimientos) mientos y se realizan tareas que son aparentemente de naturaleza rutinaria, muestra las mismas característiNo es mi deseo entrar en una discusión detallada de cas esenciales que cuando se resuelven «verdaderos» los méritos o deméritos de los tres tipos de modelos, problemas. sólo subrayar que, en relación con nuestra línea de investigación, los dos primeros tienen poco que ofrecer Atkin (1978) también ha sugerido que la resolución de porque el modelo 1, el modelo Deweyano, considera problemas productiva y reproductiva no son de distinprincipalmente las condiciones «externas» relativas a ta naturaleza, sino que difieren meramente en el nivel la resolución de problemas; mientras que el modelo 11, 100 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS el modelo Gestaltista, no contempla el tipo de problemas «reproductivos» que se presentan en los exámenes habituales. El modelo 111, el modelo de procesado de información, se nos presenta como la estructura teórica más apropiada para considerar, puesto que se refiere a ello, - al menos por analogíael estado interno del resolvente, por ejemplo, su sistema de conocimientos (incluido en su memoria a largo plazo). Así, decidimos aplicar este modelo para estudiar lo que sucede cuando se contestan cuestiones de exámenes. Por nuestra parte, consideramos que este proceso comprende cinco pasos esenciales: 1. El estudiante lee la cuestión 2. El estudiante interpreta la cuestión en términos de tareas que se solicitan e ideas fundamentales 3. El estudiante selecciona métodos y hechos 4. El estudiante opera con hechos e información 5. El estudiante comprueba y acepta o rechaza la respuesta (o admite el fallo). El papel de la memoria se aprecia fácilmente cuando se examinan detenidamente cada uno de estos pasos. Por ejemplo, en la Etapa 2, el estudiante tiene que relacionar el contenido de la pregunta con su estructura de conocimientos para comprender la naturaleza del problema y las ideas claves incluidas en la cuestión. La etapa 3 requerirá que el estudiante «recuerde» («recupere)), N. del T.) de su sistema de memoria todos los algoritmos o métodos que considere importantes para resolver el problema, así como cualquier información conceptual o sobre hechos, además de la contenida en el enunciado, que sea necesaria para la solución del problema. Análisis semejantes se pueden hacer con las otras etapas del modelo, y varios intentos relevantes sobre esto han sido publicados. Una revisión de los mismos cae fuera de ¡a intención de este trabajo, pero se puede mencionar que la mayor parte de los autores que han examinado el papel de la memoria en la resolución de problemas, sugieren la existencia de tres funciones de memoria diferentes. Estas son: Memoria a corto plazo (MCP) Memoria de trabajo (MT) Memoria a largo plazo (MLP) Entre ellas, la memoria a largo plazo se considera generalmente como de particular importancia en la resolución de problemas: se puede definir de modo simple como la «base de conocimientos)) acumulados por el individuo, y se puede pensar que contiene dos tipos de información y conocimientos de importancia para la resolución de problemas: 1. Conocimiento~proposicional - por el que se entiende conocimientos de hechos, conceptos, reglas y teorías. 11. Conocimiento algorítmico y metodológico - es decir, conocimiento relativo a modos de procesar la información y resolver problemas. Ambos tipos de conocimiento son de relevancia inmediata en los pasos 3 y 4 del modelo anterior de etapas para la resolución de problemas. En consecuencia, la cuestión queda planteada en términos de si -y en caso afirmativo en qué extensiónlos fracasos y éxitos de un estudiante cuando resuelve problemas del tipo habitual en los exámenes pueden ser explicados en términos de si los aspectos del conocimiento relevantes y necesarios para su solución están contenidos y son recuperables de su «base de conocimiento)) (es decir, de su memoria a largo plazo). El hecho de que un determinado aspecto del conocimiento sea o no recuperable, podna depender, a su vez, del modo en que esté organizado en la MLP y de la naturaleza de las claves empleadas para recordarlo. El papel de la memoria a corto plazo y de la memoria de trabajo está relacionado básicamente con el procesado, transformación y codificación de la información. Esta información puede venir del exterior, por ejemplo de una cuestión de examen, o ser extraída de la memoria a largo plazo de cada uno. La distinción entre la memoria a corto plazo y la de trabajo es relativamente poco importante para nuestros propósitos. Basta decir que ambas juegan un papel importante en el procesado de la información durante la resolución de problemas. Un aspecto que ha sido repetidamente tratado en la bibliografía sobre la memoria a corto plazo en particular, es que sólo es capaz de manejar a la vez una cantidad limitada de información. Así, el fallo en la MCP y en la MT puede ser, también, un factor influyente en la resolución de problemas. INVESTIGACIONES Y HALLAZGOS PRELIMINARES En la fase inicial de este trabajo, se llevó a cabo un análisis en profundidad del comportamiento de los estudiantes cuando resuelven problemas, para identificar, en primer lugar, las estrategias adoptadas por ellos y la variedad v naturaleza de los errores cometidos. Este último aspecto, en particular, llegó a ser clave, puesto que los vimos como un camino directo para obtener información sobre posibles causas de los fallos cometidos al resolver problemas. La metodología adoptada siguió líneas establecidas en el campo de la investigación en la resolución de problemas: suponía la recogida de protocolos de resolución de, aproximadamente, 60 estudiantes, cuya edad estaba comprendida entre los 16 y 17 años, que habían seguido previamente el curso de Química a nivel del ((Certificado General de Educación Ordinaria». Cada sesión de resolución de problemas duraba 60 minutos, en los cuales los estudiantes intentaban resolver varios problemas típicos de los exámenes de Química del «Olevel» inglés. Los estudiantes grababan sus procesos de ENSEFIANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS pensamiento en una cinta magnetofónica, y las grabaciones obtenidas eran posteriormente, transcritas y Tabla I analizadas. Un reportaje completo sobre el disefio de este estudio, Error Frecuencia (%) incluyendo la elección de los problemas, será publicado a lo largo de este curso. Por tanto, no discutiremos aquí este asunto. En lugar de ello, desearía mostrar y Incomprensión de lo que 8 discutir nuestros hallazgos en este trabajo. se pide o de la información Errores identificados en la resolución de problemas Problemas de memoria 60 La mayor parte de los errores identificados y analizaFallo total al recordar (15) dos a partir de los protocolos caen dentro de tres amRecuerdo incorrecto (19) plias categorías, que son: Recuerdo incompleto (1 3) Recuerdo inadecuado (1 0) 1. Errores que se deben a una incomprensión o a una interpretación incorrecta de las incógnitas o de los daErrores de procesado 25 tos especificados en el enunciado. (Errores de procesado, errores 2. Errores debidos a problemas de memoria. de selección de datos, errores de registro, invasiones, etc.) 3. Errores que surgen cuando se están procesando los datos y la información (es decir, errores de procesado). Las categorías 2 y 3 comprenden a su vez numerosas subcategorías. Por ejemplo, los errores debidos a la memoria (categoría 2) comprenden situaciones donde la ciados, fueron, también, relativamente raros: alredeinformación requerida no fue recordada por el estudor de un 8%. diante de su memoria a largo plazo o bien estaba ausenInevitablemente, a la luz de estos datos, uno es condute de ella (fallo total al recordar), o situaciones donde cido hacia una mayor exploración de los aspectos de los estudiantes recordaban información inapropiada o ((recuerdo)) en la resolución de problemas. Esto, en la incorrecta, o también cuando la información recordapráctica, significa que aspectos relativos a la estructuba era incompleta. Una elaboración detallada de los ra de la memoria de los estudiantes deben ser analizatipos de errores individuales cae fuera de la intención dos con detenimiento. de este artículo, pero este asunto ha sido extensamente discutido por Slimming (1984). Nuestras hipótesis fundamentales, formuladas a la luz de los anteriores hallazgos, fueron estas: Nuestra clasificación de errores se basó en un análisis de 370 casos de error. En las tres categorías menciona1. Los estudiantes exitosos (en términos de resolución das se podían incluir el 93% de todos los errores obde problemas) difieren de los menos exitosos principalservados. El 7% restante, incluye, por ejemplo, erromente en lo que se refiere a la organización de los cores debidos a ((intuición incorrecta)) donde los estudiannocimientos científicos en su memoria a largo plazo. tes, en vez de ponerse a resolver el problema, daban 11. Adicionalmente, hipotetizamos que el rendimien- ((respuestas inmediatas)) que estaban claramente basato en la resolución de problemas dependería de la madas en algún tipo de especulación. teria de que tratara el problema planteado. La tabla 1 resume los tipos de error identificados y su Esta Última hipótesis se deriva de la consideración de frecuencia. que la organización semántica de la memoria (a largo plazo) de los estudiantes no está necesariamente igual Las conclusión sorprendente que se extrae de la tabla de bien desarrollada para distintos conocimientos o es que, en nuestra situación de estudio, los errores al áreas conceptuales. recordar fueron, con mucho, los más frecuentes y, por tanto, deben ser considerados responsables de la maAunque nosotros pronosticamos una fuerte relación enyor parte de los casos donde los estudiantes aparentetre el comportamiento en la resolución y la estructura mente «fallan» al resolver problemas en los exámenes semántica de la memoria, esta debe ser vista en el conhabituales. Los errores de estrategia asociados con el texto de la propia resolución de problemas, especialprocesado de la información fueron relativamente esmente según el nivel de información que se suminiscasos: en nuestro estudio, sumaron solamente alredetra. Dado que el esquema conceptual sobre conocirniendor de un 8% (es decir, una tercera parte del total de tos científicos interiorizado por cada estudiante es parlos errores de procesado). Los errores debidos a la inticular, podría esperarse que la probabilidad de éxito compresión o a la incorrecta interpretación de las taen la resolución aumentara con el nivel de información reas solicitadas o los datos suministrados en los enunsuministrado por la propia descripción de la tarea, 1 02 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS siempre que esta información sea relevante para dicha tarea. Cuanta mayor información suministra una cuestión, mayor es el número de posibles claves capaces de activar una búsqueda en la MLP. Del mismo modo, la reducción del nivel de información debería reducir el número de claves potenciales. Esta última consideración nos condujo a extender nuestra investigación a un examen de la relación entre el nivel de información suministrado en los problemas de los exámenes habituales y el comportamiento de los estudiantes al resolverlos. Los resultados y hallazgos obtenidos se van a presentar en dos partes. En primer lugar se considera la relación entre comportamiento en la resolución de problemas y la memoria semántica. Posteriormente se examina la relación entre comportamiento en la R. de P. y nivel de información suministrado. COMPORTAMIENTO EN LA RESOLUCION Y ESTRUCTURA SEMANTICA DE LA MEMORIA Un primer intento de arrojar luz sobre este aspecto fue hecho por Caro1 Nicholls, antigua asistente de investigación en Keele. Usando una técnica de asociación de palabras investigó la estructura cognoscitiva de 93 estudiantes de 15 aiios en lo relativo a varios conceptos distintos de química que habían seguido. Paralelamente a esta investigación, también desarrolló y pasó una prueba de problemas de química con objeto de medir la competencia de los estudiantes al resolver problemas relacionados con los conceptos tratados en el test de asociación de palabras. A partir de los resultados de la prueba de problemas, (A) BUENOS RESOLVENTES Base NaOH .x. Concentrado • ACIDO Sal Hidró- ~oinasol </' geno / \\.Ión ~rotóh identificamos grupos de «malos» y «buenos» resolventes. Estos grupos se eligieron tomando el cuartil inferior y superior, respectivamente, del total de la población de estudiantes, de modo separado para cada concepto. Advertimos que la composición de los grupos de «buenos» y «malos» resolventes variaba significativamente de un concepto a otro: estudiantes que aparecían como buenos resolventes en un área de la Química, no se desenvolvían necesariamente igual de bien en otra área. Entonces tratamos de relacionar la calidad como resolvente de los estudiantes, con sus estructuras cognitivas, y lo hicimos calculando «mapas cognitivos medios» para los grupos de «buenos» y «malos» resolventes. El procedimiento empleado ya ha sido descrito (Kempa y Nicholls, 1983),basta decir que supone la estimación de la «intensidad» media de los vínculos entre dos conceptos a partir de los tests de asociación de palabras, para los dos grupos. Todo lo que puedo hacer aquí es mostrar nuestros hallazgos, y esto me gustaría hacerlo por referencia a dos ejemplos: ACIDO y BASE como «áreas conceptuales clave» usadas en el estudio de la asociación de palabras. Las figuras 1 y 2 muestran los mapas cognitivos grupales para los dos conceptos, para buenos y malos resolventes, respectivamente. (El coeficiente de interconexión en cada caso es 0,l). Ambas representaciones conducen aproximadamente a las mismas conclusiones, que son: 1. Las estructuras cognoscitivas de los buenos resolventes son más complejas y contienen más asociaciones que las de los malos resolventes, para un nivel dado de relacionabilidad entre los conceptos. La tabla 11 demuestra esto. (B) YALOS RESOLVENTES I fig. 1 Mapas cognoscitivos «medios» para el concepto clave ácido. (Coeficiente de relacionabilidad, RC > 0'10). ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS (A) BUENOS RESOLVENTES haOH Ión Concentrado (B) MALOS RECOLVENTES NaOH Concentrado Sa 1 fig. 2 Mapas cognoscitivos «medios» para el concepto clave base. (Coeficiente de relacionabilidad, RC 2 0'10). Tabla II Admitiendo esta situación, hemos considerado más recientemente las actuaciones de los estudiantes de moNo de asociaciones No de asociaciones do individual, y hemos intentado relacionarlas con sus primarias secundarias estructuras cognoscitivas. Estos estudios, que fueron realizados en su mayor parte por el Dr. Slimming, han ACIDO confirmado esencialmente nuestros hallazgos generaBuenos resolventes 6 4 les obtenidos a partir de mapas cognoscitivos grupamalos resolventes 2 3 les, pero también nos han capacitado para explicar el comportamiento y los errores al resolver problemas parBASE tiendo de las estructuras cognoscitivas de cada uno de Buenos resolventes 5 4 los estudiantes. Malos resolventes 4 2 Para ilustrar esto, vamos a hacer referencia a dos ca11. La diferencia entre las estructuras cognoscitivas de sos distintos (Estudiante 060 y Estudiante 138, respeclos dos grupos aparecen predominantemente en los contivamente, de la muestra del Dr. Slimming), en relaceptos de una naturaleza digamos ((abstracta)). En los ción con el siguiente problema de un examen habitual: dos ejemplos discutidos estos conceptos son H+, proSe realiza una electrólisis en una disolución diluida de tón e ión. Debe advertirse que varios de los problemas ácido sulfúrico, utilizando electrodos de platino. que debían ser resueltos por los estudiantes requerían que los conceptos químicos fueran aplicados en su fora) (1) Decir el nombre del producto formado en el ma abstracta. El fallo de los «malos» resolventes no ánodo. es, por tanto, sorprendente a la vista de las diferencias (Zi) Decir el nombre del producto formado en el cátodo. en las estructuras cognoscitivas. b) Explicar en qué difieren el mecanismo de conducción de la corriente eléctrica a través de ácido sulfúriDebemos admitir que los anteriores hallazgos son de co diluido y a través de una espira de cobre. naturaleza cualitativa, o -en el mejor de los casossemicuantitativa y que tienen un defecto importante. C) ¿En quéelectrodo, si hay alguno, son reducidos los Este es que la noción de «mapa cognoscitivo medio» iones durante la no es totalmente clara. Esto es así porque las estructud) Una célula electrolítica simple está formada por láras cognoscitivas son fundamentales idiosincráticas, es minas de cinc y cobre dentro de una solución acuosa decir, reflejan las relaciones entre conceptos que exisde un electrólito. Cuando se extrae una pequetia coten en la mente de individuos, no de grupos de persorriente de la célula, iquémetalserá el termmalpositivo? nas. Incluso si se admite que algunas de las relaciones Los mapas cognoscitivos para los dos estudiantes se y asociaciones entre conceptos son probablemente commuestran en las figuras y 4. partidas por la mayoría, si no por todos los miembros del grupo, siempre hay características individuales en A continuación se comparan las caractensticas de eslos mapas cognoscitivos que, debido a que hay que protos mapas con las características de las respuestas de mediar, son pasadas por alto y omitidas. los estudiantes (Tablas 111 y IV). 104 ENSEFIANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS EJ~ECT~~~~,ISIS CARGA /$ELEcTg,f:uI! ELECTI%LITC \ CORRIEXTE ELECTRICA ANODO CATODO 1 l I I l POSITIVO iJEGATIVO - ELECTRON AGENTE REDUCTOR fig. 3 Caso de estudio 1: Electrólisis, estudiante 060 (puntuación máxima) CORRIENTE ELECTROLISIS SERIE ELECTRICA bc!R&' ELECTROQCIMICA ELECTR~LITO ELECTRON , - ANO\ , ION POSITIVC-NEGATIVO fig. 4 Caso de estudio 4: Electrólisis, estudiante 138 (puntuación nula) ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS Tabla 111 CASO 1: Estudiante 060 (Puntuación máxima) Caracteristicas de la respuesta Características del Mapa Cognoscitivo Cuestiones a (1) y a (11) El estudiante, con seguridad, recordó la reacción de electrólisis y la carga de los iones implicados. Asignó correctamente los iones a los electrodos adecuados. Cuestión b El estudiante explica la corriente como un flujo de electrones en la espira metálica y atracción de iones hacia los electrodos, e intercambio de electrones en los mismos. Adviértase la clara asociación entre cátodo y negativo. No aparece un vínculo equivalente entre ánodo y positivo pero a este se llegó presumiblemente por contraste con el primero. El mayor énfasis sobre cátodo/negativo se debe probablemente a la mayor familiaridad con las reacciones de descarga catiónica que con las aniónicas. Ambas son consistentes con la disposición del mapa cognoscitivo: relación electrón-corriente-carga; relación ion-signo-electrodos-electrón. Cuestión c Existió confusión inicial sobre la dirección de la transferencia de electrones en la reducción. Pero resolvió el problema. Adviértame los vínculos simétricos entre electrdn y el núcleo redox Cuestión d Fue incapaz de desarrollar una solución al problema y fue forzado a contestar (contestación correcta) El mapa cognoscitivo contiene el concepto de serie electroquímica, pero la forma de la estructura asociativa no tiene significado para este problema Tabla IV CASO 2: Estudiante 138 (Puntuación nula) Característica de la respuesta Caracterlstica del Mapa Cognoscitivo Cuestiones a (1) y a (11) Intentó con poca confianza dar. contestaciones, pero no podía recordar ninguna información sobre la «electrólisis del ácido sulfúrico». En ausencia de esta información, el mapa cognoscitivo es irrelevante, pero adviértase el área pobremente discriminada de ánodo/cátodo, electrón, negativo. También Uama la atención el aislamiento del núcleo redox. Cuestión b No hizo ningún intento de respuesta. El estudiante declaró que no había estudiado la «electrólisis en sustancias sólida)) (él suponía que la conductividad metálica está relacionada con la conductividad electrolitica). Las características del mapa cognoscitivo son consistentes con la ausencia de conocimientos del estudiante: ausencia de vínculo entre corriente eléctrica y electrdn; el limitado contexto en que está el electrdn, ligado solamente con ión y ánodo. Los vínculos de este último no son habituales. Cuestión c No dio ningún argumento razonado, el estudiante Enteramente consistente con el aislamiento del núcleo redox simplemente contestó. respecto al resto de la estructura cognoscitiva. Cuestión d El estudiante recordó la reactividad relativa del cinc y el Esto es consistente con la completa separación del concepto cobre, pero no supo desarrollar una respuesta n partir de ahí. de serie electroquímica del resto del mapa cognoscitivo. La contestación es equivocada. El núcleo carga indiferenciado también podría causar dificultades. 106 ENSERANZA DE LAS CIENCIAS INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDACTICAS El valor potencial de los mapas asociativos individuaRESOLUCION DE PROBLEMAS Y NIVEL DE les en la interpretación de aspectos y fragmentos parINFORMACION SUMINISTRADO EN LOS ticulares en la resolución de problemas se demuestra ENUNCIADOS iustamente uor los anteriores eiemulos. El Dr. Slimming examinó una amplia variedad de casos y encontró que los intentos de los estudiantes cuando resuelven problemas siempre se mostraron consistentes con los mapas, aumentando la consistencia cuanto más relevante fuera el mapa cognoscitivo para el camino de solución elegido por el resolvente. Incluso en casos donde los caminos de solución sorteaban el contenido de los mapas, era a menudo posible señalar defectos en el mapa como explicación de la elección de caminos alternativos. Sena equivocado proclamar que los mapas cognoscitivos ofrecen una estructura explicativa completa para la interpretación de los fallos y aciertos de los estudiantes cuando resuelven problemas. Una limitación particular a su poder de interpretación surge del hecho de que no con poca frecuencia, los estudiantes parecían confiar en el recuerdo de ejemplos específicos o estrategias de solución que implicaban conceptos no cubiertos por nuestros tests de asociación de palabras. En estos casos, los mapas cognoscitivos hallados tendían a ser parcial o totalmente irrelevantes. Pero este es un defecto debido a nuestra incapacidad para prever tales caminos alternativos, etc., y extender nuestra exploración cognoscitiva también a esas áreas. Las deficiencias que acabamos de mencionar, acompañadas del hecho de que la mayona de los métodos de obtener mapas cognoscitivos revelan solamente información restringida sobre la naturaleza de los vínculos entre conceptos, conducen a la inevitable conclusión de que los mapas cognoscitivos individuales son de uso limitado para intentar predecir el comportamienSi, como hemos discutido y demostrado, el éxito y fracaso en la resolución de problemas en los exámenes habituales depende de modo significativo de la organización de los conocimientos en la memoria semántica de los estudiantes, el propio proceso de resolución debe proporcionar al estudiante claves adecuadas para acceder a esta memoria. A la luz de esta consideración, formulamos la hipótesis (previamente mencionada) de que el rendimiento de los estudiantes en la resolución sena dependiente del contenido de información de los enunciados. Para investigar también este aspecto, tomamos como punto de partida el contenido de información normal en los «típicos» problemas de examen, y concebimos la posibilidad de que este contenido podría ser bien «reducido)) significativamente o bien «aumentado» añadiendo información. A su vez, pensamos, la información adicional podna ser de dos clases: 1. Podría ser irrelevante para lo que se pide, a modo de «embellecimiento» del propio enunciado. 11. Podría ser relevante para lo que se pide en el problema y, por tanto, podna proporcionar al estudiante alguna ayuda para resolverlo. Un análisis de los enunciados «típicos» de examen mostró que al menos algunos de ellos se planteaban en algún contexto -generalmente para darles cierto grado de realismoque, de nuevo, podía ser relevante o irrelevante para lo que se pedía en el problema. No obstante, esta información añadida solía ser muy limitada en extensión. to de los estudiantes al resolver problemas. Así, en La relación entre los niveles de información se muesnuestra opinión, los mapas sirven más como medios tra en la figura 5. Se ve que conforme el contenido de para interpretar el comportamiento, tanto en casos ininformación aumenta, pasamos del tipo de ((enunciadividuales como para grupos. Los mapas cognoscitido reducido)) a la categoría de ((enunciado aumentavos grupales, a nuestro parecer, tienen la ventaja sodo» con su subdivisión. bre los individuales de que tienden a eliminar vínculos idiosincráticos que aparecen en estos, por tanto, pueden ser más útiles para el profesor, para explicar e interpretar el comportamiento en el aprendizaje de sus alumnos y, por tanto, las dificultades del aprendizaje. Lo que nuestros hallazgos parecen mostrar sobre todo, es que la organización del conocimiento semántico en la memoria a largo plazo de los alumnos, es un factor importante para determinar su rendimiento en la resolución de problemas. Ciertamente, a la luz de nuestros estudios, podríamos sostener que la importancia del factor memoria supera al aspecto de ((procesado y estrategia)) para determinar el éxito o fracaso en la resolución de problema típicos de los exámenes habituales. La característica esencial de un «enunciado reducido)) es que, a diferencia de los otros tipos de enunciados, en él falta información esencial para resolver el problema. Esta información debe, por tanto, ser suministrada por el propio estudiante, haciendo suposiciones apropiadas. Por ejemplo, incluso en el caso más simple de actividad «de recuerdo)) como es requerir que se de el nombre de un proceso determinado, es posible una versión «reducida» del enunciado, haciendo que el propio proceso esté caracterizado de modo incompleto. (El análisis anterior supone que toda la información presentada en los enunciados es correcta, lo que está plenamente justificado para los problemas de examen habituales. En otros casos, la aparición de información ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS