Enseñanza de las ciencias. Principales tendencias y propuestas

¿CÓMO ENSEÑAR CIENCIAS? PRINCIPALES TENDENCIAS Y PROPUESTAS

CAMPANARIO, JUAN MIGUEL y MOYA, AÍDA

Grupo de Investigación en Aprendizaje de las Ciencias. Departamento de Física.

Universidad de Alcalá de Henares. 28871 Alcalá de Henares. Madrid

Enseñanza de las Ciencias, 17(2), 179-192

SUMMARY

In this article we review the main current tendencies and approaches for teaching science. We analyze each one of the proposais and evaluate their main advantages and shortcomings.

INTRODUCCIÓN: LA ENSEÑANZA TRADICIONAL Y LA NECESIDAD DE NUEVOS ENFOQUES

La investigación en didáctica de las ciencias ha identificado diversas dificultades en los procesos de aprendizaje de las ciencias que podríamos denominar «clásicas». Entre estas dificultades cabe citar la estructura lógica de los contenidos conceptuales, el nivel de exigencia formal de los mismos y la influencia de los conocimientos previos y preconcepciones del alumno. En los últimos• años se detecta un cierto desplazamiento en los centros de interés de la investigación y se presta cada vez más atención a factores tales como las concepciones epistemológicas de los alumnos, sus estrategias de razonamiento o a la metacognición.

Las concepciones epistemológicas se refieren a las ideas acerca del conocimiento en general o, en nuestro caso, acerca del conocimiento científico: cómo se estructura, cómo evoluciona y cómo se produce (Hammer, 1994). Las concepciones epistemológicas sobre la ciencia guardan relación con las concepciones sobre cómo se aprende el conocimiento científico. Por ejemplo, muchos alumnos piensan que el conocimiento científico se articula en forma de ecuaciones y definiciones que tic que ser memorizadas más que comprendidas. Hoy sabemos que este tipo de factores constituye un obstáculo formidable para el aprendizaje de las ciencias responsable de muchos de los fracasos que registral enfoques que se proponen para la enseñanza de ciencias (Linder, 1993). Lo peor de todo es que los factores anteriores no son meros obstáculos pasivos que hay que eliminar, sino verdaderos elementos opositores activos que sesgan y filtran los conocimientos académicos.

Por otra parte, existe amplia evidencia de que, cuando los alumnos abordan el análisis de problemas científicos, utilizan estrategias de razonamiento y metodologías superficiales (Carrascosa y Gil, 1985) o aplican heurísticos importados del contexto cotidiano pero de dudosa utilidad cuando se trabaja con contenidos científicos (Pozo, Sanz, Gómez y Limón, 1991).

Para acabar de complicar las cosas, en muchas ocasiones Las estrategias metacognitivas de los alumnos son realmente pobres. Uno de los «nuevos» problemas detectados en los alumnos de ciencias es que aplican criterios de comprensión limitados, de manera que no siempre son capaces de formular sus dificultades como problemas de comprensión; es decir, no saben que no saben (Otero y Campanario, 1990; Campanario, 1995). Las destrezas metacognitivas son especialmente relevantes en el aprendizaje de las ciencias, dado que la interferencia de las ideas previas obliga a disponer de un repertorio de estrategias de control de la comprensión adecuado que permita detectar fallos en el estado actual de comprensión (Otero, 1990). Como indica Baker, si los alumnos no son conscientes de que mantienen concepciones erróneas sobre los contenidos científicos, es difícil que tomen alguna postura para clarificar su comprensión (Baker, 1991).

A la vista de los problemas anteriores podía parecer que existiese una especie de conspiración cognitiva contra el trabajo del profesor (Pozo, 1987, p. 83). Ante esta realidad anterior parece claro que las estrategias tradicionales de enseñanza de las ciencias son poco eficaces para promover el aprendizaje significativo. Es innegable que en muchas de las aulas predomina un modelo de enseñanza por transmisión. Según Calatayud, Gil y Gimeno, este modelo tiene su fundamento en unas suposiciones inadecuadas (Calatayud, Gil y Gimeno, 1992):

a) Enseñar es una tarea fácil y no requiere una especial preparación.

b) El proceso de enseñanza-aprendizaje se reduce a una simple transmisión y recepción de conocimientos elaborados.

c) El fracaso de muchos alumnos se debe a sus propias deficiencias: falta de nivel, falta de capacidad, etc.

Cómo enseñar más eficazmente es un problema abierto. Por tanto, es conveniente abandonar la noción de método de enseñanza y cambiarla por estrategia de enseñanza. Estas estrategias de enseñanza se concretan en unas actividades de enseñanza en las que «se maneja cierta información procedente de unas determinadas fuentes, mediante procedimientos concretos (asociados a unos medios didácticos) y en relación con unas metas explícitas o implícitas» (García y Cañal, 1995, p. 7). El modo de orientar las estrategias de enseñanza de las ciencias ha sido el objeto central de un apasionado debate y de no pocos trabajos de investigación. Aunque todavía no hemos conseguido una respuesta definitiva al problema de cómo enseñar ciencias, disponemos de criterios más exigentes para analizar y evaluar críticamente las distintas propuestas.

Como punto de partida, los enfoques alternativos a la enseñanza tradicional de las ciencias descartan el modelo del aprendizaje por transmisión hoy unánimemente combatido por los especialistas e investigadores en enseñanza de las ciencias. Una vez descartados enfoques de enseñanza basados únicamente en la transmisión de información, la organización de las actividades de enseñanza que conducen al aprendizaje significativo está lejos de ser evidente o unívoca (Driver, 1988). Precisamente, el objetivo fundamental de este artículo es revisar y analizar críticamente los enfoques más influyentes que se han propuesto para intentar vencer con mayor o menor éxito los muy diversos elementos que configuran las dificultades del proceso de aprendizaje de las ciencias.

En las secciones siguientes se revisan y analizan críticamente algunos de los puntos de vista alternativos que más influencia han tenido y tienen en el área de enseñanza de las ciencias. Los enfoques que se analizan están influenciados por suposiciones y teorías acerca de cómo se aprende. Sin embargo, las teorías del aprendizaje tienden a ser descriptivas, mientras que las teorías de la instrucción tienden a ser prescriptivas. En las teorías sobre el aprendizaje pueden tenerse en cuenta las condiciones en que se desarrolla el proceso de enseñanza. Las teorías sobre la enseñanza deberían tener en cuenta dichas condiciones. Pero, además, las teorías sobre la enseñanza de las ciencias deben tener en cuenta factores tales como lo que el alumno ya sabe, la especial naturaleza de las disciplinas científicas, la organización social de la enseñanza, las características sociales y cognitivas de los alumnos, sus concepciones epistemológicas y destrezas metacognitivas, las relaciones psicosociales en el aula, los factores motivacionales, los recursos y medios disponibles, etc. No todos los enfoques que se revisan en este artículo tienen en cuenta todos los factores anteriores de manera explícita. El objetivo que se persigue es disponer de criterios para analizar críticamente las propuestas y elegir, en la medida de lo posible, los aspectos positivos entre las que se consideren más prometedoras.

¿TIENE VIGENCIA EL APRENDIZÁJE POR DESCUBRIMIENTO?

Se tiende a asociar el aprendizaje por descubrimiento a los niveles de enseñanza primaria y secundaria y, de hecho, fue una de las primeras alternativas que se ofrecieron a la enseñanza repetitiva tradicional en estos niveles. Los defensores del aprendizaje por descubrimiento fundamentaban su propuesta en la teoría de Piaget. Esta teoría alcanzó gran difusión en un momento en que muchos profesores, especialmente de ciencias, buscaban alternativas al aprendizaje memorístico y repetitivo y al fracaso generalizado en la enseñanza tradicional. Tras años de dominación del enfoque del aprendizaje receptivo de contenidos, las concepciones piagetanas conducían al aprendizaje por descubrimiento en lo que Novak llamó «un matrimonio de conveniencia» (Novak, 1982, p. 110). La predilección de Piaget por el aprendizaje por descubrimiento se pone de manifiesto en su conocida afirmación según la cual, «cada vez que se enseña prematuramente a un niño algo que hubiera podido descubrir solo, se le impide inventarlo y, en consecuencia, entenderlo completamente» (citado en Pozo y Carretero, 1987, p. 38).

El aprendizaje por descubrimiento, con su énfasis en la participación activa de los alumnos y en el aprendizaje y aplicación de los procesos de la ciencia, se postulaba como una alternativa a los métodos pasivos basados en la memorización y en la rutina. Dado que este punto de vista prescribe una dirección de enseñanza y aboga por determinadas estrategias, es razonable considerarlo también como una teoría de la enseñanza. Cabe preguntarse si el aprendizaje por descubrimiento tiene algo que aportar hoy día a la enseñanza en los niveles obligatorios e incluso en la universidad. Para ello es conveniente revisar brevemente la experiencia y los resultados del aprendizaje por descubrimiento.

El enfoque de la enseñanza por descubrimiento conoció un gran desarrollo durante los años sesenta y parte de los setenta. Diversos proyectos de renovación educativa siguieron este enfoque en el que se fomenta a toda costa la actividad autónoma de los alumnos. Incluso a veces se llega a rechazar, como señalan Ausubel, Novak y Hanesian, cualquier tipo de guía o dirección del aprendizaje (Ausubel, Novak y Hanesian, 1983). En

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