Problemática, metodología y teoría: el recorrido de un grupo de investigación en enseñanza de las ciencias

OTROS TRABAJOS PROBLEMÁTICA, METODOLOGIA Y TEORIA: EL RECORRIDO DE UN GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN ENSENANZA DE LAS CIENCIAS DIBAR URE, M.C. Ins i u o de Física. Uni e sidad Fede al Fluminense. B asil SUMMARY This pape discusses some esul s ob ained om esea ch on he eaching o mechanics o ini ial uni e si y cou ses in B azil, oge he wi h he epis emological p oblems a ising. Discu i emos, en es e abajo, cie os pun os de la e olución de una línea de in es igación sob e enseñan- za de Mecánica Básica a jó enes uni e si a ios b asile- ños. Las di icul ades encon adas no son ca ac e ís i- cas solamen e del B asil, sino que en en an a muchos g upos que in es igan la enseñanza de las ciencias den o de un ma co uni e si a io. Po es a azón nos pa ece un ema in e esan e y ambién po que e leja en o ma i a los ai enes de la inse ción eó ica, de la me odología y de la o mulación de una emá ica de in- es igación, pe o siemp e e e idas a un p oblema su gido de la ealidad de la sala de aula: ¿po qué es an al o el po cen aje de alumnos epe ido es en es e cu so? P e endemos mos a es pun os: a) cómo al adop a cie as eo ías, el p oblema de in es igación se ans- o ma en di e en es o mulaciones más o menos inclui- das en los p oblemas que cob an sen ido den o de es a eo ía; b) cómo las e lexiones son más o menos acili- adas o di icul adas en la medida en que los cues iona- mien os pueden amenaza o no al núcleo de la eo ía; y c) cómo cie as limi aciones y da os de la ealidad pueden lle a a mudanzas me odológicas y eó icas no p e is as al comienzo. Localicemos p ime o a nues o pequeño g upo que abaja en B asil hace unos 10 años, con las di icul ades de ma e ial, bibliog a ía y o mación de alumnos, bas an e ípica del e ce mundo, o al menos de La inoa- mé ica. Nues o en usiasmo inicial po la eo ía de Piage nos pe mi ió saca el p o echo que signi ica es a den o de un pa adigma eó ico con una base amplia y sólida, como conside amos que es la Psicología y Epis emolo- gía Gené ica. Es o nos dio la posibilidad de pode o mula p egun as de abajo (como po ejemplo la p ime a, sob e el ni el de las ope aciones lógicas de nues os alumnos), con un mé odo (la en e is a clínica o c í ica u ilizada po la escuela de Gineb a). No é a- mos conscien es aún de las limi aciones que es e mis- mo hecho de es a den o de un pa adigma nos imponía: pe o deja emos es os comen a ios pa a el inal. P o is os de es as he amien as ealizamos un abajo p elimina (Diba U e 1982) usando en e is as clíni- cas a iadas de emas que se p es aban bas an e na u- almen e a se aplicados a es udian es de ciencias. Los emas abajados ue on: cuan i icación de las p obabi- ENSENANZA DE LAS CIENCIAS, 1990,8 (2), 140-143 OTROS TRABAJOS lidades (Piage 1951), péndulo y balanza y, pos e io - men e, p oyección de somb as (Inhelde y Piage 1955). P esen amos un esquema de és e y o os abajos de es a línea que le siguie on, siemp e e e idos al ap en- dizaje de Mecánica Básica. Los esul ados del p ime abajo mos aban po cen a- jes que pudimos compa a azonablemen e bien con los ob enidos en o os países. Solamen e de 30 a 60% de nues os alumnos a ecían ene un azonamien o hi- po é ico deduc i o, ca ac e ís ico de las ope aciones o males. El es o p esen aba azonamien os que po- - - dían se asociados con o~e aciones conc e as. o e en- ualmen e azonamien o; in e media ios en e ambas. No amos ambién sue el desempeño a iaba en e a di- e en es p uebas. Nos p opusimos aplica es os esul ados p elimina es a un cu so de Mecánica Básica pa a Físicos (Quei oz y Diba U e 198 l), dando mucho én asis al ol ac i o del alumno en el p oceso de enseñanza ap endizaje. Es a en a i a se basaba en un buen núme o de labo a o ios más abie os, de lis as de p oblemas que comenzaban sondeando has a donde el alumno había llegado en su cons ucción de los concep os y de la lógica, de aba- jos g upales y pocas clases exposi i as. Buscábamos en a iza con adicciones que lle asen a cambios con- cep uales y a ances en el azonamien o. Nues a p eocupación con la u ilización de los esul a- dos en el aula nos había lle ado ambién a in en a des- a olla una e sión esc i a de las p uebas ope a o ias en la o ma de un cues iona io pa a se aplicado a g upos g andes en un iempo educido. De hecho si había algún ni el en que es o enía sen ido e a jus a- men e con un g upo como és e, al amen e escola izado y en ansición hacia un ni el que puede independiza - se del manipule0 indispensable pa a los niños en el pe íodo de las ope aciones conc e as. Elegimos p oblemas en los cuales las jus i icaciones dadas po los alumnos eplicasen los ipos de azona- mien os encon ados en las en e is as clínicas ealiza- das po Piage (Inhelde y Piage 1955). También nos p eocupamos de que la espues a a es os p oblemas no p ecisase de una lec u a expe imen al pa a mos a una iey ísica (como los de baianza y somb as que usamos sólo en en e is as clínicas con ma e ial de labo a o- io). Dando con inuidad a es e abajo y u ilizando un deli- neamien o expe imen al cuidadoso, aplicamos un cues- iona io esc i o y ealizamos una en e is a clínica so- b e p oyección de somb as con un g upo de 80 alum- nos, pe o cuidando de hace lo con la mi ad de ellos ( omados al aza ) en la secuencia en e is a clínica- cues iona io, y con la o a mi ad en la secuencia in e sa (cues iona io-en e is a clínica). En el cues iona io usamos 4 p oblemas que habíamos elegido en la e apa elimina (sob e ~ obabilidades. lexibilidad de a i- ilas, combinaciones químicas y sob e p opo ciones en un p oblema de al u as). En la en e is a clínica elegi- mos el p oblema de p oyección de somb as po com- p ende an o p opo ciones como abajo hipo é ico- deduc i o en un con enido di e en e al del cues iona io. Nos so p endió el siguien e esul ado que apa ecía con odas las p egun as del cues iona io, pe o más ní ida- men e con elación a la de p obabilidades: cuando la en e is a clínica ece de al cues iona io. apa ece una co elación en e ios esul ados de ambos. Én la si ua- ción in e sa, es a co elación desapa ece. Pod íamos pensa que es o se debe a que laen e is a, con su in e acción con el ma e ial, pe mi e ac ualiza los esquemas de azonamien o; pe o es o da ía una media mayo en el cues iona io pa a el g upo en e is a clíni- ca-cues iona io que pa a el o o, y es o no ocu e: la media se man iene signi ica i amen e igual. Es o pa e- ce mos a que con la en e is a clínica p ecediendo, algunos alumnos deben mejo a y o os empeo a . Lo que so p ende en onces es el e ec o o ganizado de la en e is a clínica sob e el cues iona io. En el momen o en que hicimos es a in es igación, no pudimos encon- a ninguna hipó esis sob e la na u aleza de es e ac- o , que a ec a los esul ados an ue emen e. En p incipio en onces, es e cues iona io no puede subs i ui a la en e is a clínica (pues se ía equi alen- e a la si uación en que el cues iona io la p ecede y donde no se e ninguna co elación). Resul a in e esan e e , en e ospec i a, la di icul ad que en en amos al es a den o del pa adigma piage- iano. Al encon a un esul ado no espe ado, p e e i- mos inicialmen e acep a que el cues iona io e ec i a- men e no podía subs i ui la en e is a clínica y a chi- a lo. Aho a bien, la en e is a clínica es un mé odo lexible y muy alioso, pe o acep a sin cues iona es e esul ado signi ica no sólo no pensa en subs i ui la sino abandona la posibilidad de usa los cues iona ios como aliosos con achequeos con es a población. Vale la pena menciona que el cues iona io ambién había mos ado ene una co elación con las concep- ciones al e na i as, iden i icadas en o ma esc i a, medidas po el oblema del malaba is a (Vienno 1979). ES~O suge;ía en onces que pa ecía se más ácil ealiza la mudanza concep ual al dominio de la expli- cación new oniana pa a quien enía acceso a los azo- namien os o males. (Es e abajo no ue publicado jus amen e debido a las dudas su gidas sob e la alidez del cues iona io esc i o). También es udiamos con es a misma población, las cons ucciones de los alumnos que son e eladas cuan- do esuel en un p oblema de 2 eso es en se ie (Fau- conne 198 1, Diba U e 1984); los esul ados mues an la di icul ad en el uso de la desc ipción ma emá ica y, en pa icula , el p oblema de los suje os que pa ecen "pe de se" en las ó mulas subs i uyendo sin c i e io, en oposición a aquéllos que aun cuando equi ocados usan una es a egia consis en e. Llegamos en onces a cues iona nos dos aspec os de nues o abajo inicial, uno eó ico y o o me odológi- co. El p ime o, me odológico, su ge ambién a a és de nues os abajos con o as poblaciones, especial- men e adul os anal abe os y es udian es uni e si a ios ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1990,8 (2) OTROS TRABAJOS más a anzados, y nos lle a a cues iona que la en e is- a clínica indi idual sea siemp e el mé odo más adecua- do. El segundo cues ionamien o, eó ico, gene ó a ios encuen os con in es igado es de o as dos uni e sida- des de nues a egión. Nos habíamos p opues o discu i la eo ía piage iana, especialmen e en lo que espec a a la cons ucción de las ope aciones causales (Piage y Ga cía 197 1) y los esul ados de las in es igaciones en Nociones Al e na i as p o enien es de la Enseñanza de la Física. En pa icula discu imos en qué medida es as dos posiciones pueden se conside adas comple- men a ias, en iqueciéndose mu uamen e, y en qué medida en an en con adicción. De es os encuen os pe manecie on en nues o g upo cie os emas en discusión y cie os cues ionamien os: a) ¿La desc ipción po la cons ucción de las "ope a- ciones causales" explica ealmen e las di icul ades in- oducidas po la " espues a del obje o ísico"? b) ¿Qué deci sob e la pe sis encia de muchos "mode- los al e na i os"? ¿Es os modelos no pueden con i i con azonamien os co ec os, como ocu ió en la His- o ia de la Física? Se encuen a con insis encia, al epe i expe iencias ya ealizadas po Piage , que los p ime os es adios cogni- i os son eencon ados; pe o al llega al úl imo, en- con amos mucho más comunes las espues as ipo al- e na i as, en cuan o Piage ci a siemp e ejemplos que pa ecen suge i que los alumnos llegan a los concep os usados po las ciencias. c) El "suje o epis émico", desc i o po Piage , puede se muy ú il como una p ime a ap oximación, pe o debe se en iquecido en su uncionamien o si hemos de desc ibi el azonamien o del alumno en el p oceso de ap ende ciencias. En o o abajo (Diba U e y Cas o- ina 1989) discu imos un es udio de M. Ca e e o (1984) sob e lo ación de cue pos. Vemos que la in luencia de los con enidos de las hipó esis sob e los p ocedimien- os de p ueba -cuya e olución es á asociada a las ope aciones lógico-ma emá icas- no es pequeña sino que es po lo menos una a iable an ele an e como la secuencia de ope aciones. Es o nos ace ca quizás a la esis de L. Vienno ace ca de la pe sis encia de las nociones espon áneas aunque puedan modi ica se los mé odos del pensamien o expe imen al a lo la go del desa ollo. d) En su lib o Las explicaciones causales (1971), Pia- ge y Ga cía se p eocupan p incipalmen e en mos a que las ope aciones causales, que desc iben la cons- ucción del conocimien o ace ca del mundo ísico, se cons uyen jun o con las ope aciones lógicas que co- esponden a la elabo ación del azonamien o del suje- o, sin p imacía de unas ni de o as. Es a demos ación nos pa ece suje a a de iniciones pob emen e discu idas usando los da os expe imen ales (po ejemplo causali- dad, legalidad, a ibución, aplicación y necesidad). Cues ionamos especialmen e si la necesidad, que Pia- ge asocia a la causalidad y no a la legalidad, no se ía el cen o de es a discusión; en e ec o, la causalidad ac ecen ada de es a necesidad lógica se in eg a a móni- camen e al modelo p incipal, que exige el desa ollo pa alelo de los dos ipos de ope ación sin p imacía de una ni de la o a, pe o deja de desc ibi la mul iplicidad de modelos ísicos lógicamen e posibles. No podemos en a aquí, en es e b e e esumen, a desa olla los pun os de acue do y los que pe manecie- on en discusión. P e aleció sí, una búsqueda, una po- sibilidad de en iquecimien o de dichos emas, una posibilidad de oma cie os pun os de la eo ía piage- iana con espec o al conocimien o ísico como una p i- me a ap oximación, que debe se en iquecida y cues- ionada pa a desc ibi los azonamien os y las cons- ucciones de los alumnos. A pa i de es e momen o, su gió en onces en nues o g upo la idea de e oma las expe iencias con alumnos de la p ime a ísica, con una isión más amplia. Re o- mamos nues a p egun a inicial sob e el po qué de la epe ición. Cuando cambiamos al cu so eniendo en cuen a las di icul ades en el azonamien o y en ealiza la mudan- za concep ual, el índice de ep obación cambió poco. Nos p egun amos en onces qué o as a iables son impo an es. ¿Cómo podemos sabe más sob e la posi- ción del alumno en e al conocimien o? ¿Y los p o e- so es? ¿Cómo en ellos es e p oblema? Algunos esul- ados p elimina es de es e abajo que nues o g upo es á ealizando ue on p esen ados en el 111 Simposio de Enseñanza de las Ciencias y de las Ma emá icas (San iago de Compos ela, 1989), en sesión de paneles. Vale la pena aquí menciona uno de ellos: se puede e , a a és de en e is as y de discusiones g upales que muchos alumnos, en pa icula los epe ido es, piden no en a en con adicciones ni sen i se pe didos, se p o egidos, y que se les dé el conocimien o. Pe o es o es á jus amen e en oposición con lo que buscan los p o- eso es que es án al an o de las úl imas in es igacio- nes,,pues hay un acue do casi o al en que el alumno debe cons ui el conocimien o y que hay que p omo e es as con adicciones o con lic os pa a hace a anza los cambios concep uales y, con ello, la comp ensión y la capacidad de azona en ísica de los alumnos. Finalmen e, en es a búsqueda de las causas, que in lu- yen en la posición del alumno en e al cu so, imos que apa ece ue emen e la elación p o eso -alumno. En el con ex o de es a discusión, su gió en onces la idea de ol e a pensa en la co elación en e el cues iona io y la en e is a clínica: ¿no se á que la en e is a clínica, como in e acción en e dos pe so- nas, modi ica el azonamien o en un cues iona io pos- e io , que el alumno sabe que p o iene del mismo equipo? Es a in luencia no se ía siemp e pa a mejo , ni siemp e pa a peo , sino que saca al alumno de una espues a escola (que es el código del cues iona io), haciendo apa ece aquel ipo de espues a que ue elabo ada en in e acción con el en e is ado y con ma e ial de labo a o io. Una en e is a demo ada, que usa ma e ial de labo a o io, y hecha po un en e is a- ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1990,8 (2) OTROS TRABAJOS do dedicado que da a ención, alo a un ipo de azona- mien o que el alumno epi e días más a de en el cues iona io, en o o con enido. Podemos imagina ambién al ez lo opues o, alumnos a los que no les gus a se obse ados y abajan más a gus o cuando es án solos; al hace la en e is a clínica an es del cues iona io, no consegui ían en és e un desa ollo an bueno como cuando no se han sen ido obse ados. En de ini i a, pueden apa ece o os ac o es, como la in e acción o la elación con o a pe sona y no sólo con el conocimien o. Po o o lado, nos podemos p egun a si no es a es o mismo a lo que se e ie en los piage ianos cuando se habla de una "en e is a clínica bien hecha", con un buen " appo " con el es udian e y si no son las mismas a iables que cuando los p o eso es hablan de la impo ancia de una posición "posi i a" del p o eso con espec o a la clase, y dicen que es impo an e que un p o eso "c ea en lo que es á haciendo". Resumiendo, es a isión e ospec i a del abajo con uni e si a ios del p ime año ue de alguna mane a di ícil; pe o nos mos ó que e a necesa ia una ape u a en cuan o a nues a isión inicial más piage iana, no CARRETERO, M., 1984. De la la ga dis ancia que sepa a la suposición de la ce eza, en lec u as de Psicología del Pensamien o. Razonamien o. Solución de P oblemas y Desa ollo Cogni i o, Compilación de M. Ca e e o y J. A. Ga cía Mad uga. (Alianza Edi o ial: Mad id), pp. 321- 339. DIBAR URE, M.C., 1982. Es udio P elimina do Ní el Ope a ó io de Es udan es Uni e si á ios, Re . B asilei a de Física, 12(2), pp. 363-374. DIBAR URE, M.C., 1984. B azilian s uden s' answe o a p oblem in Mechanics, P ocedings GIREP 84, pp. 234- 239. DIBAR URE, M.C., y CASTORINA, J. A., 1989. Algunas e lexiones sob e la elación en e hipó esis y p ocedi- mien os en la Física In an il, P esen ación del 111 Cong e- so In e nacional sob e Enseñanza de las ciencias, San iago de Compos ela, 1989. DIBAR URE, M.C. y QUEIROZ, G.R.P.C., 1984. Es udio del ni el ope a o io de Es udian es Uni e si a ios, Ense- ñanza de la Ciencias, 2 (3), pp. 187-193. FAUCONNET, S., 1981. É ude de Resolu ion de P oblimes: Quelquesp oblimesdem ?me s uc u e en Physique,Thesis, Uni e si é Pa is VII. sólo pa a inclui la impo ancia del enómeno ísico y sus modelos, sino ambién pa a o os ac o es no es ic- amen e elacionados con el azonamien o, como la in- e acción p o eso -alumno o en e is ado -alumno. A es e espec o con iene eco da un pá a o de L. Vienno (1989) en su a ículo "La Didác ica en la Enseñanza Supe io . ¿Pa a qué?". Al habla sob e "los p incipios con enidos en e casi la o alidad de quie- nes.. . han elegido la enseñanza como obje o de in es- igación.. . se a a de es udia aspec os de la enseñanza de la ísica elacionados con el con enido de es a asigna u a" y, "po es a azón, quedan ela i amen e excluidos del campo de la in es igación de e minados aspec os suscep ibles de se pe inen es, ales como la mo i ación, el con ex o sociopsicológico, e c.". Nues os da os nos sugie en que al sepa ación del campo de es udio no pa ece se posible. Sin ene en cuen a o os ac o es que podemos elaciona con los que L. Vienno llama "mo i acionales" o "sociopsico- lógicos" algunos de nues os esul ados no pueden se explicados. INHELDER, B. y PIAGET, J., 1955. De la logique de l'en.' an a la logique de l'adolescen . (PUF: Pa is). (T aduc. ed. Paidos), cap. 5. PIAGET, J., 1926. La ep ésen a ion du monde chez l'en an . (Alcan: Pa is). (In oduc ion. P oblemes e mé hode). PIAGET, J., 1951. La Genise de l'ideée de Hasa d chez l'en an . (PUF: Pa is). PIAGET, J. y GARCÍA, R., 1971. Las Explicaciones Causa- les. (Ba a1 Edi o a, Siglo XXI: Ba celona). QUEIROZ, G.R.P. y DIBAR URE, M.C., 198 1. Uma expe- iencia de ensino na p imei a cadei a de Física Básica na Uni e sidade, Re . de sino de Física, 3(4), pp. 3-1 1. VIENNOT, L., 1979. Spon aneous easoning in elemen a y dynamics, Eu opean Jou nal Science Educa ion, 1(2), pp. 205-222. VIHN-BANG, 1966. La Mé hode Clinique e la eche che en psychologie de l'en an , en Psycologie e épis émologie géné iques, (ou age collec i ). (Dunod: Pa is). VIENNOT, L., 1989. La didác ica en la Enseñanza Supe io . ¿Pa a qué?, Enseñanza de las Ciencias, 7(1). ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1990,8 (2)