Variables cognitivas y metacognitivas en la comprensión de textos científicos : el papel de los esquemas y el control de la propia comprensión

INVESTIGACION Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS VARIABLES COGNITIYAS Y METACOGNITJVAS EN LA COMPRENSION DE TEXTOS CIENTIFICOS: EL PAPEL DE LOS ESQUEMAS Y EL CONTROL DE LA PROPIA COMPRENSION OTERO, J. Depa amen o de Física. Uni e sidad de Alcalá. Alcalá de Hena es. SUMMARY This pape ies o apply some models and esul s o psychological esea ch on comp ehension p ocesses o he lea ning o scien i ic ex s. Mo e speci ically, he ole o he leame 's schemes and con ol o e sel -comp ehension when p ocessing a scien i ic ex is s udied. En algunos sis emas educa i os, como el no eame i- cano, se ha cons a ado que "... los lib os de ex o eje - cen un dominio ab umado en la expe iencia de ap en- dizaje de la ciencia" (Ha ms 81, p. 115). En un 92% de las clases de ciencias de los ni eles equi alen es al ba- chille a o se u ilizaban a inales de los años 70 uno (48%) o más lib os (44%) de ex o; los po cen ajes de uso e an ambién del 90%, o supe io es, en la enseñan- za básica, a pa i del 4"u so (Weiss 78, p. 89). En el sis ema de enseñanza de las ciencias en España los po - cen ajes de uso son ambién p obablemen e al os. De acue do con da os e e idos solamen e a cen os públi- cos y p i ados de bachille a o de Mad id capi al, un 91% de los p o eso es de Física y Química de 2" de BUP y un 87% de los de 3", decla an en el cu so 1980- 81 que se u ilizaban lib os de ex o en sus clases (Ve- la de y O e o 84). Desde hace años se in es iga en las ca ac e ís icas de los lib os de ex o de ciencias. Es os es udios se unda- men an, en ocasiones, en alguna eo ía sob e la o ma en que los alumnos ap enden. P osse 79), y Agui e de Cá ce 83), po ejemplo, es udian la "demanda cogni- i a" de los ex os cien í icos basando su análisis en la eo ía de Piage . O os in es igado es, como Do an y Shea d 74), Fe nández U ía 78), o Bullejos de la Higue- a 83), simplemen e examinan ca ac e ís icas de los ex os, como la legibilidad, los con enidos, o las ac i i- dades, que se suponen con in luencia en la calidad del ex o como ins umen o de enseñanza y ap endizaje, aunque es a suposición no es é undamen ada en eo ía alguna. En e ambos ex emos se si úan una a iedad de es udios con mayo o meno undamen ación eó i- ca. Po ejemplo, Finley 83) es udia el ecue do de la in- o mación adqui ida a pa i de un ex o, Williams y Yo e 85), lalegibilidad de los ex os, (Maye 85a, 85b), écnicas de análisis de su es uc u a y o mas de mejo- a su in eligibilidad, y Wande see (88), la o ma en que los alumnos ex aen signi icado de ellos. Una de las o mas en que se u iliza el lib o de ex o es como uen e de in o mación a a és de la lec u a di ec- a. Los es udios sob e es e uso del lib o de ex o pueden ap o echa los esul ados de la in es igación en un á ea de g an ac i idad den o de la psicolinguís ica: la com- p ensión de ex os. En es e a ículo se in en an aplica algunos modelos y esul ados de las in es igaciones psicológicas sob e los p ocesos de comp ensión al ap endizaje de los ex os cien í icos. Se es udian, en conc e o, dos p oblemas que se han a ado en las in- es igaciones de es a clase: el papel de los esquemas del que ap ende, y el con ol de la p opia comp ensión al p ocesa un ex o cien í ico. Los p oblemas de la p i- me a clase son de na u aleza cogni i a mien as que los úl imos pe enecen al á ea de la "me acognición". Los p oblemas me acogni i os, a ados ex ensamen e, po ejemplo, po los in es igado es sob e la lec u a, empie- zan a oma se en conside ación ambién en la enseñan- za de las ciencias (Bai d 86, Bake , en p ensa). Fla ell (76) o ece una de inición clásica del concep o de me- acognición: ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1990,8 (l), 17-22 - INVESTIGACI~N Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS " La me acognición se e ie e al conocimien o que uno esquema, po ejemplo, se de ine como: iene sob e los p opios p ocesos y p oduc os cogni i os o sob e cualquie cosa elacionada con ellos, es deci , "...una es uc u a de da os que si e pa a ep esen a las p opiedades de la in o mación o 10s da os ele an- 10s Concep os gené icos almacenados en la ~emo ia... es pa a el ap endizaje. Po ejemplo, es oy implicado Hay, c eemos, al menos Cua o ca ac e ís icas esencia- en me acognición (me amemo ia, me aap endizaje, me- les de 10s esquemas que se combinan pa a con e i los aa ención, me alenguaje, e c.) si me doy cuen a de que en un medio pode oso de ep esen ación del conoci- engo más p oblemas al ap ende A que al ap ende B, mien o en la memo ia. Es as ca ac e ís icas son: 1) los si se me ocu e que debo comp oba C an es de acep a - esquemas ienen a iables; 2) 10s esquemas pueden lo como un hecho ... La me acognición se e ie e, en e encaja se unos den o de o os; 3) 10s esquemas eP e- o as cosas, al con ol ac i o y la o ques ación y egu- sen an conce~ os gené icos que, omados en conjun o, lación subsiguien e de es os p ocesos ..." (p. 232). a ían en ni el de abs acción; 4) los esquemas ep e- sen an conocimien o, más que de iniciones." (Rumel- B own (80) explica que: "...las des ezas de la me a- ha y O ony, op. ci ., p. 101). cognición son las que se a ibuyen al ejecu i o en mu- chas eo ías de la memo ia humana e in eligencia a i- Los esquemas juegan un papel undamen al en la com- icial: p edeci , comp oba , con ola , con as a con la p ensión. Un suje o en iende una si uación cuando es ealidad y coo dina y con ola los in en os delibe a- capaz de ac i a un esquema en el que se pueda in eg a dos pa a es udia , ap ende o esol e p oblemas" (pag. la in o mación que se le p opo ciona. La p oposición 454). "Luis Miguel y Rosina comie on pe cebes" se en iende ácilem e al ac i a un esquema co espondien e a B own (87, p. 67) apun a ambién que el é mino me a- come . Es e esquema inclui ía, al menos, a iables o cognición ha sido u ilizado en dos sen idos: pa a e e- "casillas" co espondien es al suje o, con alo es no - i se al conocimien o que se puede ene sob e la p o- malmen e limi ados a pe sonas o animales, y al obje o, pia ac i idad de conoce (sabe , po ejemplo, qué hace con alo es no malmen e limi ados a cie as clases de que algo sea ácil o di ícil de memo iza ) y pa a e e i - ma e ias comes ibles. En es e caso se comp ueba que se a las ac i idades de con ol y egulación de la cogni- Luis Miguel y Rosina son p e isiblemen e nomb es de ción (po ejemplo, a las es a egias u ilizadas pa a es- pe sonas, esul ando un alo acep able de la a iable ablece la comp ensión, an e las di icul ades encon a- "suje o" y que pe cebe co esponde a un obje o comes- das en un ex o di ícil). En la úl ima pa e de es e aba- ible, esul ando un alo acep able de la a iable jo se conside an p oblemas me acogni i os en es a "obje o". Si la ase siguien e uese "Deja on una segunda acepción del é mino. buena p opina y se le an a on", quizá la mención de "p opina" ac i ase el esquema (o guión) más especí ico come en es au an e. Una de las a iables de es e esquema co esponde a la acción de paga . Aunque no se p opo ciona in o mación sob e es a acción, el esque- l. EL PAPEL DE LOS ESQUEMAS ma pe mi e da le un alo po de ec o, suponiendo que han pagado, en me álico, o con una a je a de c édi o, Un hallazgo bien undamen ado las in es igacio- an es de da la p opina. Téngase en cuen a que és a es nes sob e el ap endizaje de ex os, desde el abajo ealmen e una in e encia que se ealiza sob e la base pione o de Ba le (32), es la in luencia de los conoci- del esquema. Pod ía se que, Po alguna azón, les mien os que ya posee el suje o en la adquisición de hubiese in i ado el dueño del es au an e y únicamen e nue a in o mación. Ausubel (68, Ausubel y o os 78) dejasen p opina al Cm~ e o que les a endió. El esque- hace de es e esul ado un elemen o cen al de su eo ía ma pe mi e hace in e encias Pa a que el discu so e- del ap endizaje signi ica i o (1). La in es igación sob e sul e cohe en e, es deci , las dis in as p oposiciones se el ap endizaje de las ciencias ha e lejado ambién la ean elacionadas. p eocupación po el papel del conocimien o p e io: el ap endizaje de 10s con enidos cien í icos se ha is o Un enunciado como "El desayuno ue delicioso po que que depende de las p econcepciones del alumno sob e 10s hilos es aban ~egajosos'' 2), iene mayo es di icul- 10s emas obje o de es udio. Una pa e impo an e del ades de comp ensión. La ac i ación del esquema come , es ue zo de 10s in es igado es ha es ado di igido a debido a la mención de desayuno, no pe mi e coloca iden i ica es as p econcepciones en di e sas á eas de ácilmen e la in o mación "10s hilos es aban pega- la ciencia. josos" en ninguna de las casillas del esquema. Aunque an o el léxico como la sin axis son pe ec amen e Di e sos in es igado es, den o de la psicología cogni- accesibles, es di ícil comp ende la p oposición si no se i a, han es udiado la unción del conocimien o p e io ac i a algún esquema elacionado con a aña. en la adquisición de nue a in o mación pos ulando es uc u as de conocimien o, con ca ac e ís icas simi- Aunque la concepción de esquema se encuen a some- la es, en las que se condensa el conocimien o gene al: ida a c í icas po sus limi aciones como explicación guiones o "sc ip s" (Schank y Abelson 77), esquemas del p oceso de comp ensión ( éase po ejemplo, Van (Rumelha y O ony 77; Rumelha 80), o ma cos Dijk y Kin sch 83, pp. 309-31 l), se puede u iliza como (Minsky 75). Todas es as nociones compa en la supo- pun o de pa ida pa a el es udio de algunas de las sición de que el conocimien o es á o ganizado en pa- di icul ades de ap endizaje que plan ean los ex os que es que se aplican en el p oceso de comp ensión. Un cien í icos. 18 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1990,8 (1) 2. LOS ESQUEMAS EN EL APRENDIZAJE DE LA CIENCJA: PROBLEMAS DE COMPRENSION Los p oblemas en o no a la u ilización de esquemas en el ap endizaje de ex os cien í icos pueden se , al menos, de las dos clases que se conside an a con inuación. Kie as (85) apun a la p ime a clase de p oblemas e i- iéndose a la comp ensión de p osa écnica: "Sin emba go, la ca ac e ís ica p incipal de la p osa écnica es que, en gene al, su con enido es básicamen e nue o pa a el que lee, po ejemplo un lib o de ex o, y po an o no se pueden aplica de mane a ap eciable es- quemas de con enido. Es o sugie e que la comp ensión de p osa écnica no es undamen almen e una cues ión de conco dancia en e el con enido y un pa ón conoci- do p e iamen e, sino que implica a a con el con eni- do del pasaje al ni el de las p oposiciones indi iduales que exp esan el con enido (p.94). Po an o, es posible que el que ap ende ciencias no dis- ponga de esquemas adecuados pa a comp ende la in o mación que se le p esen a. Puede in en a a a el con enido "al ni el de las ~ o~osiciones indi iduales". x. pe o ambién puede que in en e ac i a esquemas ina- decuados. La siguien e si uación ilus a es e p oblema. Se dio una se ie de ex os b e es a un g upo de alumnos de ciencias del Cu so de O ien ación Uni e si a ia, indicándoles que los leyesen has a comp ende los lo su icien emen e bien como pa a es a en condiciones de explicá selos a sus compañe os. Se a aba de e i a que u ilizasen c i e ios de comp ensión elajados que les lle asen a una lec u a supe icial del ex o. Se solici aba a los alumnos, inmedia amen e después de lee el ex o, que explicasen su con enido al en e is a- do y que pidiesen cualquie acla ación necesa ia si encon aban pa es del ex os oscu as o que no en en- diesen bien. Con la p ueba se in en aba explo a el g ado en que los alumnos comp endían la in o mación que se le p opo cionaba y el g ado en que e an cons- cien es de que en endían o no en endían el ex o. Uno de es os ex os e a el siguien e: "El é mino go a ía co esponde a una si uación a mos é ica de embolsamien o de ai e ío en al u a. La masa de ai e, aislada como una bu buja, iende a des- cende hacia el suelo. La mezcla de ai e ío con el en o no más cálido es lo que p o oca abundan es llu- ias, sob e odo en los bo des de la go a. Po es a azón, en la zona medi e ánea la go a ía se suele aduci en llu ias o enciales. Más in ecuen e es que la go a ía apa ezca sob e el Can áb ico, po lo gene al de aguas ías". La comp ensión de es e ex o implica ac i a un esque- ma elacionado con condensación del apo de agua. Una de las posibles a iables del esquema condensa- ción se e ie e a la empe a u a. La in o mación "la mezcla de ai e ío con el en o no más cálido" se com- p ende en es e ex o po que co esponde a la a iable empe a u a, es deci , pe mi e asigna en es e caso con- c e o un alo a es a a iable: la empe a u a del ai e cálido ha disminuido (3) (conduciendo a la condensa- ción del apo de agua exis en e en él y, inalmen e, a las llu ias). Si no se u iliza es e esquema, es muy posible que en el esquema al e na i o que se ac i e sea di ícil q imposible asigna es a in o mación a casilla al- guna. Es e es el p oblema que pa ecía encon a la alumna siguien e (SB 387P1): Alumna SB 387P1: ¿Es embolsamien o de ai e ío? En e is ado : Embolsamien o de ai e ío ...¿q ué es lo que no en iendes de eso? A: Pues que sea ai e y luego lo que p oduce son llu ias. A: En onces p oduce llu ias pe o ... las llu ias se supo- ne que es án ahí ya, o sea... las nubes ... son p opensas a ene llu ia ... es án ahí ... iene el ai e ío y... E: ¿TU pega cuál es? A: Mi pega es esa ... como el ai e p oduce llu ias si iene que se agua. E: Como el ai e p oduce llu ia si iene que se agua ... A: Quie o deci que ... que el ai e ío lo que pasa es que embolsa una masa de agua ... de nubes ... o... Es a alumna pa ece en ende que la llu ia se p oduce a pa i del agua exis en e en las nubes sin que en es e p oceso in e enga la empe a u a. La alumna no podía en onces ubica de mane a ácil la in o mación sob e el ai e ío en ninguna de las casillas de su esquema. Se daba cuen a de ello, y po an o econocía que enía p oblemas de comp ensión. 3. LOS ESQUEMAS EN EL APRENDIZAJE DE LA CIENCIA: PROBLEMAS DE META- Exis e una segunda clase de p oblemas elacionados con el uso delos esquemas. Én el caso de los ex os cien í icos el suje o puede ca ece de esquemas ade- cuados, como se acaba de menciona , y se conscien e de que no puede o ganiza con enien emen e las p o- posiciones del ex o. O o compo amien o consis e en ac i a , en e los posibles esquemas, uno inadecuado y no se conscien e de que lo es. El suje o u iliza un esquema que no admi e en sus casillas la in o mación que se desp ende del ex o pe o no es conscien e del desajus e y c ee que comp ende bien. El siguien e p o ocolo ilus a es e ipo de ac uación: Alumno SB 387El: Eeeeh ... es que ... habla de si ua- ción a mos é ica pe o habla de empe a u a, en onces po di e encia de empe a u a se ... eeeeh ... c ean ... eeeeeh ... unas al as y bajas p esiones ... en onces ... eeeeh ... es o es lo que p o oca ... eeeeh ... los an iciclo- nes y las bo ascas, en onces ... eeeeh ... es o ... la di e- encia en e al as y bajas p esiones es lo que p o oca ... pues, po así deci lo, es a go a ía. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1990,8 (1) Puede esul a so p enden e que inmedia amen e des- pués de lee el pá a o an e io un alumno pueda da una e sión an dis o sionada del con enido del ex o. La con es ación del alumno se puede in e p e a supo- niendo que ha aplicado los esquemas que enía dispo- nibles en elación con el con enido del ex o. El alumno ampoco ac i a esquema alguno elacionado con la condensación. Pa ece habe un esquema gene al ela- cionado con el iempo, suge ido, quizá, po la mención de "ai e", "si uación a mos é ica" o "llu ias". Lo que in e esa esal a es que, a di e encia del caso an e io , el alumno no se da cuen a de que el esquema no es adecuado pa a explica la in o mación que se le p esen- a. No hace p egun as sob e el signi icado del ex o, pese a habe ins ucciones de que lo hiciese si enía algún p oblema de comp ensión. Es a ac uación se pone de mani ies o ambién cuando el alumno lee un segundo ex o, en el que se había in oducido delibe a- damen e un e o : Viajando a 60 Km/h se a dan 15 minu os en llega a un luga . A la uel a se iaja a 40 Km/h. El iempo que se a da en es e caso es: 40 15 x= - - = 10 minu os 60 A: ... Es una elación elocidad iempo. En onces ... pues a más elocidad lógicamen e.. . eeeh.. . se in ie e menos iempo ... es una elación di ec a. Tampoco aquí pide acla ación alguna ni iden i ica el e o exis en e en el ex o. El alumno u iliza su esque- ma de "p opo ción in e sa" (aun cuando decla a que se a a de una " elación di ec a"), álido pa a analiza las elaciones en e elocidad cons an e de un mó il y el iempo que in ie e en ealiza un eco ido: a más elocidad menos iempo. No no a que el da o de menos elocidad y meno iempo in e ido en el eco ido no puede ubica se en es e esquema, sino que co esponde- ía a o o de "p opo ción di ec a". Ello pone de mani- ies o los p ocesos "a iba-abajo" o "con olados con- cep ualmen e" en la comp ensión del ex o. El alumno ac i a un esquema que le guía en la comp ensión pe mi iéndole, incluso, p escindi de pa e de la in o - mación que le p opo ciona el ex o ("meno eloci- dad") po que puede se suplida po de ec o: si en la casilla co espondien e a una de las magni udes, el iempo, hay una disminución, en la casilla co espon- dien e a la o a, la elocidad, debe habe un aumen o. El ex o indica una disminución pe o el suje o no conside- ó necesa io ecu i a un p oceso "abajo-a iba" o "con olado po los da os" pa a comp oba lo. Los p oblemas que se acaban de apun a son de na u a- leza me acogni i a. En la p ime a de es as dos con es- aciones no se a a solamen e de que el alumno no en iende una in o mación co ec a, sino que no se da cuen a de que no en iende. No con ola adecuadamen e su comp ensión. En el segundo caso "en iende co ec- amen e" una in o mación inco ec a, con e o es que debie a de ec a . La explicación de es as ac uaciones emi e a un p oblema undamen al: "Quizá las p egun as cen ales en el desa ollo de un modelo de la pe cepción y la comp ensión basado en esquemas son: P ime o, ¿cómo se descub e una con i- gu ación adecuada de esquemas? Segundo, jcómo se e alúa la bondad de ajus e? (Rumelha 80, p. 41 Sub ayado añadido). ¿Po qué hay alumnos sensibles a las disc epancias en e las exigencias del esquema y la in o mación que p opo ciona el ex o y o os que no lo son? Como indica Rumelha , ¿de qué mane a e alúan los indi iduos la bondad de ajus e del esquema a los da os? Conoce las espues as a es as p egun as ayuda ía a en ende una uen e impo an e de di icul ades en el ap endizaje de la ciencia. 4. IMPLICACIONES PARA LA ENSENANZA DE LA CIENCIA La ausencia de esquemas que pe mi en comp ende la in o mación cien í ica que se p opo ciona a los alum- nos es un p oblema ela i amen e conocido po las pe sonas dedicadas a la enseñanza de la ciencia. Como se apun a más a iba, ha exis ido una p eocupación impo an e en los úl imos años po conoce las p econ- cepciones con las cuales inician los alumnos el ap en- dizaje de la ciencia. Sin emba go no se han conside ado oda ía con el su ucien e de alle la segunda clase de p oblemas, me acogni i os. El g ado de comp ensión alcanzado depende, en úl imo é mino, de una decisión del que ap ende, independien emen e del signi icado lógico de los ma e iales de enseñanza que p opo cione el p o eso . Algunos alumnos c een que comp enden adecuadamen e lo que es una go a ía si no encuen an p oblemas de léxico. O o c ee que el ex o'in o ma de la exis encia de bo ascas y an iciclones causadas po la di e encia de empe a u as. Es muy di ícil que pue- dan asimila la in o mación que in en a p opo ciona el ex o (la explicación del mecanismo de p oducción de llu ias abundan es) si no son conscien es de que hay algo que les al a po en ende . En con a de es a conclusión se pod ía a gumen a que los p oblemas plan eados pod ían e i a se con una con ección más cuidadosa del ex o, adecuándolo al ni el de conoci- mien o de los alumnos. Si, en es e caso, se hiciese explíci o el mecanismo de p oducción de llu ias (4), en luga de man ene lo implíci o, hab ía una meno posi- bilidad de que el alumno c eyese que en iende, cuando no es así. De nue o se in en a ía encon a la solución en la mejo a del signi icado de los ma e iales. Sin emba go, nunca se pod ía es a segu o de que los ma e iales conec an adecuadamen e con ideas ap opia- das que ya posea cada alumno. Y si hay un sal o en e la in o mación que se p opo ciona y las ideas, o esque- mas, que posee el que ap ende, se uel e de nue o a una pa cela del ap endizaje cuyo con ol pa ece es a úni- camen e en las manos de uno mismo. ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1990,8 (1) Los p oblemas an e io es no debe ían, sin emba go, conduci al abandonismo suponiendo que el con ol de la p opia comp ensión es un educ o inaccesible a la enseñanza. El enómeno se iene conside ando desde hace algún iempo po los in es igado es en el á ea de la lec u a, po ejemplo, lle ando al diseño de cu ículos expe imen ales pa a el desa ollo de des ezas me a- cogni i as que mejo en la comp ensión lec o a (Pa is, C oss y Lipson 84). No pa ece imposible un abajo con los mismos obje i os en el á ea de la ciencia; de hecho, se han ealizado ya algunos (Bai d, 86). Es muy posible que es emos solamen e en el inicio de una línea de es udio con impo ancia c ecien e en el u u o. Ag adecimien o Es e abajo es pa e de una in es igación sub enciona- da po el CIDE du an e el pe iodo 1986-88. Ag adece- mos a D. Raimundo Pascual, Ca ed á ico de Física y Química del I.B. "San a B ígida" de Mad id, la ayuda p es ada pa a lle a a cabo las en e is as u ilizadas en el es udio. En su ealización pa icipa on ambién E. A ibas, E. Lowy y D. Reyman. NOTAS (1) Aunque no ha in en ado explica con de alle la o ga- (3) Es e se ía un alo adecuado pa a la a iable del esquema. nización del conocimien o en la memo ia del que ap ende. . No se ía acep able, po supues o, como alo conc e o de la a iable empe a u a en el con ex o de un p oblema ísico. (2) Ejemplo omado de B ans o d y S ein (84). La in es- igación de B ans o d y sus colabo ado es es una uen e de (4) Has a donde pudiese hace se explíci o un enómeno ejemplos llama i os que ponen de mani ies o enómenos ela i amen e complejo como és e. impo an es del ap endizaje. AGUIRRE DE CÁRCER, I., 1983. Di icul ades en la com- p ensión de las explicaciones de los lib os de ex o de Fí- sica, Enseñanza de las Ciencias, 1(2), pp. 92-98. AUSUBEL, D., 1968. Educa ional Psychology: A cogni i e View. 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