Constructivismo en la Enseñanza de las Ciencias: Aprendizaje, Ideas Previas y Pensamiento del Alumnado
Teorías del aprendizaje constructivista
Ausubel (1968), Novak y Resnick (1983) se basaron en aportaciones de la psicología cognoscitiva para proponer una nueva visión del aprendizaje de las ciencias y de otras materias, basada en el constructivismo: el alumnado aprende de forma activa lo que aprende.
Visión constructivista
Driver (1986) señala que lo que hay en la mente de quien aprende tiene importancia. El aprendizaje depende de las experiencias que proporcionamos al alumnado en la enseñanza y de sus conocimientos previos, concepciones y motivaciones. Los conocimientos previos no solo influyen en la interpretación de los fenómenos, sino que determinan la dirección de las observaciones, focalizan la atención y orientan los experimentos que realizan.
1º. Encontrar sentido supone establecer relaciones: los conocimientos que se conservan a largo plazo no son ideas aisladas, sino que están muy estructuradas e interrelacionadas. La habilidad para razonar y utilizar nuestro conocimiento depende del contexto en el que se adquiere. Gran parte de nuestra capacidad de razonamiento está asociada a conocimientos específicos.
2º. Quien aprende construye significados: la realidad solo existe en la medida en que la construimos. La construcción de significados requiere del aprendizaje un proceso activo de planteamiento de hipótesis y su contraste mediante experiencias sensoriales (comprendemos cuando se produce un acuerdo entre ambas).
3º. El alumnado es responsable de su propio aprendizaje: condición necesaria para aprender es que el alumnado dirija su atención hacia la tarea de aprendizaje y haga uso de sus conocimientos.
Consenso entre especialistas y profesorado
Presupuestos susceptibles de interpretarse desde diferentes teorías psicológicas cognitivas sobre el desarrollo cognitivo y el aprendizaje escolar.
Presupuestos compatibles con estrategias de enseñanza diversas que se concretan de una u otra manera en función de variables contextuales como nivel educativo, especificidad de contenidos, recursos didácticos, etc. Delimitar el análisis diferenciando dos procesos dependientes pero distintos: el aprendizaje que realiza el alumnado y la enseñanza que planifica y realiza el profesorado.
Presupuestos útiles para poner en valor los resultados de la investigación didáctica sobre ideas del alumnado, iniciada a finales de los años 70, en el aprendizaje de la física y su escasa fundamentación teórica, y para justificar la necesidad de seguir investigando sobre estas cuestiones en todas las disciplinas escolares y niveles educativos.
Coll (1990)
Nivel de desarrollo del alumno es determinante de lo que el alumno es capaz de hacer y aprender por sí mismo: depende de capacidades generales asociadas al estudio del desarrollo operatorio en el que se encuentra y de experiencias y conocimientos previos específicos que tiene.
Nivel de desarrollo potencial: determinante en lo que el alumnado es capaz de hacer y aprender con ayuda de otros, y zona de desarrollo próximo para delimitar el espacio donde debe incidir la enseñanza.
Aprendizaje significativo frente a mecánico: para resaltar la importancia de la comprensión frente a la repetición.
Funcionalidad del aprendizaje: para reivindicar la utilidad que deben tener los conocimientos dentro y fuera de la escuela.
Esquemas de conocimiento, unidades básicas de almacenaje y procesamiento de información, deben modificarse según grado cuando el aprendizaje se efectúa.
Actividad mental del alumno: consecuencia de la interactividad personal entre alumnado y profesorado que se produce en el aula.
Aprender a aprender: para destacar la importancia de incorporar en el conocimiento deseable del alumnado estrategias metacognitivas asociadas a exploración, planificación y regulación de la actividad.
Aprendizaje de las ciencias: modelo dinámico (Sanmartí, 2002)
Actualmente: cuando se habla del aprendizaje científico del alumnado se comparte que es un proceso complejo y gradual en el que intervienen muchos factores. No existe un marco teórico que explique completamente diferentes estilos y ritmos de aprendizaje del alumnado y que nos permita prescribir cómo enseñar para que todos los alumnos aprendan ciencias. No existe una explicación universal sobre el aprendizaje de las ciencias que garantice el éxito de los profesores en las aulas.
Proceso complejo y gradual en el que intervienen muchos factores.
Marco teórico único: no existe una explicación completa de diferentes estilos y ritmos de aprendizaje.
Intervienen para la construcción del conocimiento científico: percepción, estrategias de razonamiento, lenguaje, emociones e interacciones socioculturales.
Mundo de percepción, importancia de las experiencias
El conocimiento científico aporta una perspectiva diferente al conocimiento cotidiano, procedente del sentido común. A través de la investigación se ha ido construyendo modelos teóricos sobre seres vivos, materia, etc., que han cambiado la forma en que percibimos las experiencias, usando ideas alejadas y contrapuestas al sentido común. El conocimiento científico sobre objetos, organismos y fenómenos necesita:
Tener experiencias suficientes sobre los mismos;
Adoptar una perspectiva diferente del conocimiento cotidiano;
Correlacionar ideas científicas con experiencias;
Plantearse interrogantes sobre los mismos (¿qué?, ¿cómo?, ¿cuándo?, ¿por qué?...) que permitan generar o inventar explicaciones;
Dejar vía libre a la imaginación y creatividad;
Usar modelos científicos que puedan aprender los alumnos, en niveles de elaboración del conocimiento.
Aprender ciencias en Primaria: requiere proporcionar experiencias, plantear preguntas adecuadas y generar respuestas coherentes con modelos de ciencia.
Estrategias de razonamiento, importancia del pensamiento
La forma en la que percibimos las experiencias está mediatizada por las estrategias de razonamiento que usamos.
Razonamiento causal: relacionar dos ideas o variables otorgando a una el valor de causa y a otra el valor de efecto (estrategia analítica). Ej.: un sub no flota porque no pesa.
Razonamiento analógico: explicar lo nuevo y desconocido buscando en nuestra memoria algo que aparentemente se parezca. Ej.: el color de un cristal se debe a una sustancia añadida.
Estrategias que utiliza el sentido común son simples, mientras que las ciencias utilizan estrategias más complejas (avanzar hacia un pensamiento complejo y sistemático).
Aprender ciencias en Primaria: delimitar el objeto de estudio (organismo, objeto o fenómeno); concretar el problema que se quiere resolver; identificar posibles variables; establecer hipotéticas relaciones de dependencia entre las mismas; diseñar pruebas que permitan contrastar la veracidad de las mismas; obtener evidencias empíricas sobre hipotéticas relaciones y establecer conclusiones coherentes con el problema planteado.
Paralelamente al razonamiento causal y analógico, las personas suelen procesar la información que reciben de dos modos diferentes: uno analítico y otro intuitivo. Ambos estilos cognitivos pueden ser exitosos y deben considerarse como válidos en el aprendizaje de las ciencias para promover la construcción del conocimiento.
Interacciones socioculturales, importancia de la comunicación
Cambiar la forma de ver objetos, organismos o fenómenos adoptando una perspectiva científica necesita:
Reconocer que existen diversas maneras de describir y explicar una misma experiencia.
Considerar las ideas del alumnado, sean erróneas o no, como buenas, útiles y necesarias para aprender, ya que se progresa a partir de ellas;
Contrastar ideas: las que ofrece el sentido común y las científicas, debatirlas y reconocer diferencias;
Proporcionar nuevas ideas (modelo científico), útiles y fructíferas en la percepción de objetos, organismos y fenómenos y en las formas de pensar.
Aprender ciencias en Primaria: requiere promover interacciones alumno-alumno y alumno-profesor adecuadas para cambiar las formas de ver las cosas.
Mundo lenguaje, importancia de hablar, leer y escribir
El lenguaje cumple una doble función en el aprendizaje de las ciencias:
Instrumento mediador para comunicar nuevas ideas científicas, requiere:
Aprender un lenguaje específico (vocabulario propio, esquemas, dibujos, gráficos, ecuaciones matemáticas...).
Aprender formas textuales diferentes al lenguaje cotidiano (describir, explicar, justificar o argumentar científicamente).
Instrumento mediador para estructurar y reelaborar el conocimiento científico: a través del lenguaje se organizan ideas, se detectan incoherencias, se precisan significados, se encuentran nuevas relaciones, se suscitan otros interrogantes...
Aprender ciencias en Primaria requiere: hablar, leer y escribir usando lenguaje específico y formas textuales propias de ciencias.
Mundo emociones, importancia de la motivación
Considerar los sentimientos del alumnado también es necesario para explicar por qué no todos aprenden igual. Para aprender ciencias tiene que gustar ciencias.
Promover el gusto por ciencias exige contar con estrategias que generen sentimientos positivos (estimular la motivación es necesario en todos los casos, como se hace admitiendo diferentes posibilidades).
Recurrir en la escuela a la clase de ciencias, también al juego como recurso para que el alumnado aprenda ciencias.
Aprender ciencias en Primaria requiere: aprender el juego de hacer ciencia. Entender la construcción del conocimiento científico como juego exige:
Mirar sucesos cotidianos (organismos, objetos y fenómenos) desde puntos de vista diferentes;
Aplicar estrategias de razonamiento más complejas que las del sentido común;
Trabajar en grupo y contrastar ideas con otros;
Hablar, leer y escribir en un lenguaje nuevo;
Disfrutar y sentir placer jugando a hacer ciencia.
Evolución de los aprendizajes científicos (Sanmartí, 2003)
Términos que los alumnos tienen inicialmente (ideas previas, modelos iniciales):
Bruner: aprendizaje por descubrimiento, progresión del aprendizaje en diferentes niveles educativos.
Modelos iniciales usados por estudiantes para explicar fenómenos: no hay diferencia entre conocimiento cotidiano y conocimiento científico; autorregulación y corregulación con y entre estudiantes; se forma un nuevo modelo planteado desde nuevos referentes; autorregulación; modelo más complejo relacionado con fenómenos.
Factores importantes para que se produzcan condiciones para que el alumno en la escuela aprenda ciencias desde la perspectiva del proceso de aprendizaje: capacidades asociadas al nivel de desarrollo del alumno determinan lo que es capaz de pensar y hacer por sí solo. Capacidades determinadas por estadio de desarrollo operatorio y conocimientos previos del alumno.
Aprendizaje de ciencias en Primaria, estudio del desarrollo operatorio
Muchas partes de nuestros conocimientos actuales sobre desarrollo psicológico tienen origen en investigaciones de Piaget, que se interesó por estudiar cómo se pasa de un estadio de menor conocimiento a otro mayor. El pensamiento y la acción del niño siempre tienen una organización o estructura subyacente mediante la que interpreta lo que ve, toca u oye. Esta organización mental cambia constantemente como resultado de la exposición del niño a nuevas experiencias. El desarrollo intelectual en todas sus etapas depende de la organización mental del niño y de cómo responde a todas las nuevas experiencias y las interpreta. Elaborar teoría sobre cómo individuos construimos conocimientos científicos (epistemología genética). El desarrollo psicológico, asociado a conductas, permite diferenciar estadios operatorios.
Delval (1983): exploración del medio natural: visión de la realidad, posibilidad de construir conceptos abstractos y sistemas conceptuales y noción de causalidad. La realidad que percibe el alumno de Primaria no es la misma que la de un adulto, como consecuencia de: persistencia del pensamiento egocéntrico; visión sincrética de la realidad; centramiento en la atención en un solo aspecto (operacional concreta).
Construcción de conceptos abstractos y de sistemas conceptuales articulados y coherentes es necesaria para que los alumnos puedan