Constructivismo. Ideas previas y cambio conceptual. Eje rector en la Enseñanza de la Biología

1. Constructivismo. Ideas previas y cambio conceptual. Eje rector en la Enseñanza de la Biología Las ideas previas y el cambio conceptual Presentado por: Dra. Dulce María López Valentín México, D.F., a 2 de agosto de 2008.

2. Ideas previasIntroducción Han proporcionado conocimiento acerca de las concepciones con las que los estudiantes enfrentan el aprendizaje de los conocimientos científicos en la escuela Han puesto de manifiesto que dicho aprendizaje lleva implícito un problema de construcción y transformación conceptual Han colocado al sujeto que aprende en el eje del proceso enseñanza-aprendizaje, es decir, en torno al cual, buena parte de la investigación y el desarrollo educativo actual lo toman como elemento central Así, el reconocimiento del papel activo que las concepciones de los estudiantes tienen en el aprendizaje de los conceptos científicos ha influido, de manera significativa, en el replanteamiento y la comprensión de problemas de diversa índole -conceptual, didáctica, curricular, de evaluación, de formación docente, de género, etc.- que se presentan en el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias

3. ¿Cuándo surgen las ideas previas en la Investigación en Enseñanza de la Ciencia? • Piaget (1975 y 1981) investigaciones pioneras • Inhelder y Piaget (1972) • Driver (1973) • Driver y Easley (1978) • Viennot (1979) • McDermott (1984) • Pfund y Duit (1993 -3000- y 1998 -6000-) • Duit (2004 -7700-)

4. Utilidad de conocer las ideas previas • En la actualidad, gran cantidad de investigaciones, desarrollos curriculares, elaboración de textos y algunos materiales educativos -como programas de cómputo- se llevan a cabo considerando las ideas previas de los estudiantes de los niveles escolares a los que está destinado dicho trabajo • En el campo de la investigación, las ideas previas han sugerido nuevos enfoques en torno al aprendizaje como el cambio conceptual • Han despertado el interés por analizar las correspondencias entre la historia de la ciencia y las concepciones de los estudiantes • Estudio de diferencias transculturales y de género • En función de su interpretación, de diversos enfoques en torno a las metodologías para abordar el problema de la enseñanza de la ciencia

5. Por su parte, diversos desarrollos curriculares presentan, entre sus fundamentos y consideraciones, la conveniencia de que los profesores tomen en cuenta las ideas previas de los estudiantes como punto referencial, tanto para la planeación de actividades como en el desarrollo de estrategias de aprendizaje y de evaluación • También puede notarse cómo varios textos, sobre todo los determinados para la enseñanza básica y media superior, presentan, principalmente en la edición para el profesor, reseñas y listados de las ideas previas significativas

6. ¿Es correcto llamarlas “ideas previas”? • Errores conceptuales • Estructura conceptual • Preconceptos • Concepciones o ideas espontáneas • *Concepciones alternativas* • Concepciones erróneas • Ciencia intuitiva • Ciencia de los alumnos • Teorías implícitas • Teorías en acción • Ideas previas *Implica la existencia de una idea que le permite a un sujeto, interpretar un proceso o fenómeno y que cuenta, al menos, con otra idea alterna entre las que elige conscientemente la que considera la mejor explicación*

7. Wandersee, Novak y Mintzes (1994) se adhieren al término "concepciones alternativas", propuesto por Driver y Easley (1987), considerándolo el más adecuado porque involucra una visión "ideográfica", es decir, que con este término se toman en cuenta las ideas de los alumnos como concepciones personales que tienen significado y utilidad para interpretar cierta fenomenología y, porque no implica una denominación en sentido negativo, esto es, considerarlas como un error de comprensión o un conocimiento incompleto, denotación que está implícita en el término "error conceptual" (misconception) • “Ideas previas" a las concepciones de los estudiantes por ser un término que indica, por un lado, que se refiere a una concepción que no ha sido transformada por la acción escolar y porque es un término fácilmente identificable por los profesores

8. Las ideas previas: orígenes y características • Las ideas previas son construcciones que los sujetos elaboran para dar respuesta a su necesidad de interpretar fenómenos naturales, bien porque esa interpretación es necesaria para la vida cotidiana o porque es requerida para mostrar cierta capacidad de comprensión que es solicitada a un sujeto por otro -como un profesor-, entre pares o por cierta circunstancia específica no cotidiana -por ejemplo, la solución de un problema práctico-. Así, la construcción de las ideas previas se encuentra relacionada con la interpretación de fenómenos naturales y conceptos científicos para brindar explicaciones, descripciones y predicciones • Otro factor que contribuye a explicar el origen de las ideas previas, es el mecanismo de validación que los sujetos utilizan comúnmente y que, en general, consiste en la contrastación simple o directa y el acuerdo entre pares -otros estudiantes o personas comunes-

9. También es importante mencionar el límite de aplicación de las construcciones de los sujetos, esto es, las representaciones elaboradas corresponden a unos cuantos fenómenos comunes; sin embargo, si la persona considera que otros fenómenos son de alguna manera semejantes -aunque no lo sean- a los que conoce, extrapola sus representaciones. Si, por el contrario, considera que cierto tipo de fenómenos no son semejantes -aunque sí lo sean- lleva a cabo otra interpretación y construye ideas previas distintas. Esto lleva a considerar que el contexto es otro factor importante en la construcción de las ideas de los estudiantes, como se reconoce, cada vez más, en las investigaciones sobre ideas previas.

10. Propiedades de las ideas previas (Pintó, Aliberas y Gómez, 1996) • Coherencia • Universalidad • Persistencia • Consistencia

11. Propiedades de las ideas previas1. Coherencia Aquí llamaremos coherente una concepción si no presenta contradicciones internas. Se afirma que se trata seguramente de un sistema de concepciones interconectadas coherente que resulta suficientemente estable, lo que explicaría su resistencia al cambio. El conocimiento científico del alumno está interconectado de diversas formas

12. Propiedades de las ideas previas2. Universalidad ¿Son universales las concepciones alternativas? Es decir, ¿muestran concepciones parecidas los estudiantes de los diferentes países o culturas? Los diferentes estudios parecen demostrar cierto grado de universalidad en las concepciones, si bien no debe olvidarse la intervención de factores relacionados con el contexto social y cultural

13. Propiedades de las ideas previas3. Persistencia Uno de los aspectos más preocupantes de las concepciones de los alumnos, es la constatada estabilidad de tales ideas, su importante resistencia al cambio. Dichas concepciones persisten a lo largo de períodos muy dilatados de tiempo, a pesar, incluso de intervenciones educativas dirigidas a facilitar su transformación

14. Propiedades de las ideas previas4. Consistencia Diremos que un alumno es consistente en la utilización de una concepción determinada cuando la usa en contextos distintos, aunque científicamente equivalentes. El estudio de las consistencias es importante para la Didáctica, si se consiguiese probar la consistencia en la utilización de ideas alternativas, se podría diseñar adecuadamente una estrategia de cambio especial

15. Ideas previas y ¿cambio conceptual? El cambio conceptual consiste, en esencia, en modificar las ideas previas de los alumnos y sustituirlas por las ideas y conceptos aceptados por la comunidad científica. Se trata, fundamentalmente, de que los alumnos aprendan la ciencia "correcta"

16. Una de las principales consecuencias de la investigación sobre ideas previas es, que propuso, como meta educativa, su transformación, es decir, se estableció la necesidad de modificar estas ideas como medio para lograr un mejor aprendizaje de los conceptos científicos. El reconocimiento de la necesidad de lograr esas transformaciones o cambios conceptuales en los estudiantes, llevó no sólo a mostrar que las prácticas habituales de enseñanza son ineficaces, sino a transformar los enfoques y las concepciones del aprendizaje de la ciencia En la búsqueda por encontrar formas de lograr el cambio conceptual, pronto se identificó que la situación es mucho más compleja que pretender una sustitución de ideas previas específicas por las correspondientes ideas "científicamente correctas"; que la contraposición de explicaciones ante los estudiantes y su supuesto conflicto cognoscitivo no se daba o era un proceso insuficiente para lograr su transformación.

17. En torno al problema del cambio conceptual se han elaborado diversas aproximaciones que han llevado a desarrollar diferentes enfoques teóricos, en especial epistemológicos. • Tiberghien (1994) • Strike & Posner (1985) • Las revoluciones científicas de Kuhn (1970) • Los programas de investigación de Lakatos (1970) • Nersessian (1989, 1992) y Chi (1992)

18. Es importante tener en cuenta que la transformación de las ideas previas no es un proceso abrupto, sino por el contrario, es un proceso lento y gradual. También es necesario reconocer que las posibles transformaciones de las ideas previas no ocurren de manera aislada, esto es, la transformación de una idea previa con independencia de otras; el proceso es mucho más complejo e intervienen en él diversos factores entre los que se pueden mencionar el contexto, el nivel de comprensión de los conceptos, si se trata de relaciones causales o funcionales, sólo por mencionar algunos.

19. ¿Cómo sacar a la luz las ideas previas? (Driver, et. al. 2000) • Expresiones escritas • Carteles • Tarjetas para clasificar • Experimentos mentales • Lluvia de ideas • Cuestionarios, etc.

20. Propuesta de trabajo • ¿Cuáles son las ideas previas que hasta ahora has identificado en tus estudiantes?

21. Ideas previas de los estudiantes de Biología reportadas en la literatura (Perales y Cañal de León, 2000). • ALIMENTACIÓN, SALUD y CONSUMO Los alimentos energéticos (leche, carne,…) son ricos en proteínas. Confunden los conceptos de alimentación y nutrición. Concepción equivocada de dieta equilibrada

22. NUTRICIÓN HUMANA El estómago es el órgano central de la digestión. El corazón limpia y purifica la sangre. No todos los órganos del cuerpo necesitan nutrientes y oxígeno

23. NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS Las plantas se alimentan del agua y suelo. La fotosíntesis es la respiración de los vegetales. Las plantas realizan la fotosíntesis de día y respiran por la noche

24. REPRODUCCIÓN DE LOS SERES VIVOS Los invertebrados no tienen reproducción sexual. No reconocen la presencia de un embrión en las semillas, ya que las plantas tampoco tendrían reproducción sexual

25. FUNCIONES DE RELACIÓN El cerebro, único órgano del sistema nervioso. Los invertebrados o los animales que no tienen determinados comportamientos (como las personas) carecen de sistema nervioso

26. TEORÍA CELULAR No todos los órganos están formados por células. La respiración es un proceso pulmonar (las células no respiran)

27. HERENCIA Las células de un organismo llevan distinta información hereditaria. Los cromosomas sexuales se encuentran exclusivamente en los gametos

28. EVOLUCIÓN Los seres vivos mutan para adaptarse al medio. Ideas similares a las de Lamarck sobre la evolución

29. ECOLOGÍA Concepciones alternativas sobre el ciclo de la materia o sobre las relaciones entre organismo y el medio abiótico. Ideas antropocéntricas de especie y población

30. Puede surgir inicialmente La idea de que nos encontramos frente a un gran reto

31. O…la inquietante pregunta: ¿Y ahora cómo le hago?

32. ¿Dónde puedo buscar información? • American Biology Teacher • Journal of Biological Education • Journal of Research in Science Teaching • Enseñanza de las Ciencias • Aster • International Journal of Science Education • Journal of Science Education • Studies in Science Education • Science Education • Science and Education • Cambridge Journal of Education • The Canadian Journal of Higher Education • Journal of Education for Teaching: International Research and Pedagogy • Research in Science and Technological Education • Journal of Science Teacher Education • Research in Science Education

33. Secuencia didáctica* Puede aplicarse para cualquier concepto que se pretenda que el estudiante construya y se desarrolla en cuatro momentos en los que el profesorado: • Reconoce y formula el problema (concepto que el alumno debe construir) • Investigalos conocimientos que los alumnos poseen y las ideas previas que éstos tienen • Diseña y planea una experiencia práctica que confronte las ideas previas de los alumnos 4.Evaluación de la secuencia didáctica * Modelo de 5 pasos de Kempa (1986)

34. Referencias • http://ideasprevias.cinstrum.unam.mx:2048/preconceptos.htm • Piaget, J. (1981) La toma de Conciencia. España: Ediciones Morata • Inhelder, B. y Piaget, J. (1972). De la lógica del Niño a la lógica del adolescente. Buenos Aires, Argentina: Editorial Paidós. • Driver, R. & Easley, J. (1978). Pupils and paradigms: a review of literature related to concept development in adolescent science students. Studies in Science Education, 5, 61 - 84. • Viennot, L. (1979). Spontaneous reasoning in elementary dynamics. European Journal of Science Education 1, 205-222 • McDermott, L. (1984). Research on conceptual understanding in mechanics. Physics Today (July), 24-32. • PFUNDT, H. y DUIT, R. (1993). Bibliography: Students’ alternative frameworks and science education (state June 1993). Germany: INP at the University of Kiel. • PFUNDT, H. y DUIT, R. (1998). Bibliography: Students’ alternative frameworks and science education (state August 1998). Germany: INP at the University of Kiel. • DUIT, R. (2004). Bibliography: Students’ and teachers’ conceptions and science education (STCSE). Kiel: Germany: Leibniz-Institute for Science Education (IPN). (http://www.ipn.uni-kiel.de/aktuell/stcse/stcse.html). • Wandersee, J., Mintzes, J. & Novak, J. (1994). Research in alternative conceptions in science. En D. Gabel (Ed.), Research Handbook on Research on Science, Teaching and Learning (pp. 177-210). New York, N.Y.: McMillan Pub.

35. DRIVER, R. (1973). The representations of conceptual frameworks in young adolescents’ science students. Tesis doctoral publicada. University of Illinois. Urbana, Illinois. • Driver, R. & Esley, J. (1987). Pupils and paradigms: a review of literature related to concept development in adolescent science students. Studies in Science Education, 5, 61 - 84. • PINTÓ, R., ALIBERAS, J. y GÓMEZ, R. (1996). Tres enfoques de la investigación sobre concepciones alternativas. Investigación y experiencias didácticas, 14, 2, 221-232. • Tiberghien, A. (1994). Modeling as a basis for analyzing teaching-learning situations. Learning and Instruction 4, 71-87. • Strike, K. & Posner, G. (1985). A conceptual change view of learning and understanding. En L. H. T. Pines & A. L. West (Eds.), Cognitive Structures and Conceptual Change (pp. 211-232). Orlando, Florida: Academic Press. • Kuhn, T. S. (1970). La Estructura de las Revoluciones Científicas. México: Fondo de Cultura Económica. • Lakatos, I. (1970). The Methodology of Scientific Research Programmes: Philosophical Papers, Vol. 1. Cambridge Mass: Cambridge University Press.

36. Nersessian, N. (1989). Conceptual change in science and in science education. Synthese 80, 163 - 183 • Nersessian, N. (1992). How Do Scientist Think? Capturing the dynamics of conceptual change in science. En R. Giere (Ed.), Cognitive Models of Science. Minnesota Studies in the Philosophy of Science. Volume XV. (pp. 3-44) Minnesota E.U.A.: University of Minnesota Press. • Chi M., T. H. (1992). Conceptual Change within and across Ontological Categories: Examples from Learning and Discovery in Science. En R. Giere (Ed.), Cognitive Models of Science. Minnesota Studies in the Philosophy of Science. Volume XV (pp. 129-186). Minnesota, Ma.: University of Minnesota Press. • Driver, R., Squires, A., Rushworth, P. and Wood-Robinson, V. (2000). Dando sentido a la ciencia en la secundaria. Investigaciones sobre las ideas de los niños. SEP. Biblioteca para la actualización del maestro. México: Visor. • Perales, F. y Cañal de León, P. (2000). Didáctica de las Ciencias Experimentales. Teoría y práctica de la Enseñanza de las Ciencias. España:Marfil.

38. 4. Critica fundamentada de la enseñanza habitual 2. Conocer y cuestionar el pensamiento docente espontáneo • 3. Adquirir conocimientos teóricos • sobre el aprendizaje y aprendizaje de las Ciencias 6. Utilizar la investigación e innovación 1. Conocer la materia a enseñar 5. Saber preparar actividades 6. Saber dirigir la actividad de los alumnos 7. Saber evaluar ¿Qué hemos de saber y saber hacer los profesores de Ciencia? (Gil 1991).