UNA PROPUESTA PARA TAXONOMIZAR LOS CONTENIDOS

PROCEDIMENTALES EN LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO*

^* Este trabajo forma parte del proyecto de Investigación N° 01550-00, financiado por el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico (CONDES), de la Universidad del Zulia.

Xiomara Arrieta

(LUZ)

xarrieta@icnet.com.ve

Nicolás Marín

(UA, España)

nmarin@ual.es

(LUZ)

Profesora Titular a Dedicación Exclusiva de La Universidad del Zulia. Licenciada en Educación, mención Ciencias. Matemáticas. Magister Scientiarum en Matemática Aplicada. Magister Scientiarum en Ciencias Aplicadas, área Física. Doctora en Ciencias Humanas, Facultad de Humanidades y Educación. Autora y coautora de artículos publicados en revistas nacionales y extranjeras. Investigadora activa en la línea Didáctica de las Ciencias Experimentales, con proyectos inscritos en el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico (CONDES). Correo electrónico: xarrieta@icnet.com.ve

Profesor Titular de la Universidad de Almería, España. Licenciado en Ciencias Físicas. Doctor en Didáctica de las Ciencias e investigador activo en esta línea. Responsable del grupo de investigación de la Junta de Andalucía "Materiales didácticos para la Enseñanza de las Ciencias en Primaria y E.S.O". Director del Departamento de Didáctica de la Matemática y de las Ciencias Experimentales. Autor de textos y diversos artículos publicados en revistas nacionales e internacionales. Correo electrónico: nmarin@ual.es

Profesora Titular a Dedicación Exclusiva de La Universidad del Zulia, en las áreas de Pedagogía e Investigación en Pregrado y Postgrado. Licenciada en Educación, mención Ciencias Pedagógicas. Magister en Planificación y Administración Educativa. Especialista en Metodología de la Investigación. Doctora en Ciencias de la Educación. Autora y coautora de trabajos presentados en eventos nacionales e internacionales y de artículos publicados en revistas nacionales. Investigadora activa adscrita al CONDES y PPI Nivel I.

El propósito de este trabajo es establecer una taxonomía de los contenidos procedimentales que contribuya en la elaboración de diseños sistemáticos, representados en cuestionarios dirigidos a evaluar los conocimientos previos estudiantiles, y fichas de actividades que orienten el desarrollo de las prácticas de laboratorio. La metodología utilizada, de tipo documental descriptiva, direccionó la revisión y análisis de modelos teóricos existentes, basados en secuencias de procedimientos. Ello generó una clasificación de los contenidos procedimentales inherentes a la enseñanza de la ciencia, acorde con la complejidad de las acciones mentales y manipulativas implícitas en un aprendizaje realmente significativo, lo que permitió plantear orientaciones didácticas fundamentadas teóricamente, para hacer del experimento un recurso instruccional de mayor impacto académico al incrementar los procesos de conceptualización y transferencia de conocimientos a nuevos contextos y situaciones, dando muestra de la utilidad práctica y didáctica de la taxonomía propuesta.

The purpose of this paper is to establish a content taxonomy for laboratory procedures. The impact of the classification is twofold. On the one hand, it assists the systematic design of questionnaires used for assessing students’ previous knowledge on a subject; on the other, it facilitates the elaboration of index cards illustrating the progression of laboratory practices. Using a descriptive and document-based methodology, existing theoretical methods are revised in terms of sequence of events. The result is the arrangement of those same scientific procedures according to the complexity of metal and motor actions involved in meaningful learning. Based on this content criterion we are able to propose theoretically supported didactic guidelines in order to enhance the process of acquisition and transference of information to new context and situations. The overall result is a significant increase on the effectiveness of laboratory activities as an instructional tool.

Key words: taxonomy; procedure content; laboratory practices; didactic guidelines; experiment.

Las prácticas de física, bien coordinadas con los contenidos conceptuales, suponen un complemento procedimental que enriquece los significados de los conceptos y, por extensión, fomenta un aprendizaje más flexible y transferible. Es importante señalar que los contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales están íntimamente relacionados y no se puede establecer fronteras en el momento de impartirlos; si bien es de utilidad didáctica esta diferenciación, para un buen número de contenidos científicos es mejor presentarlos interrelacionados, puesto que se deben aprender al mismo tiempo conceptos, procedimientos y actitudes (Carnicer, Martínez, Carrasquer, De Lama y Usó, 1997). Esta clasificación surge de la necesidad de establecer en forma clara qué y cómo se va a enseñar. Por esto, se deben establecer estrategias metodológicas adecuadas para enseñarlos de manera simultánea (Arrieta, 2000), y así lo deben percibir los alumnos, ya que ellos lo aplican de forma integrada.

Por otro lado, los contenidos de ciencias deben seleccionarse de manera tal que tengan pertinencia en relación con el desarrollo evolutivo de los alumnos, estableciendo una distancia óptima entre lo que éstos son capaces de hacer y los nuevos contenidos que se tratan de enseñar (Garzón y Vivas, 1999), por ello se hace necesario determinar los conocimientos previos de los alumnos, tanto declarativos como procedimentales. Sin embargo, aún cuando se acepte que los procesos de construcción del conocimiento, ya sea en el escenario cotidiano o en el académico, se pueden entender mejor considerando no sólo aspectos conceptuales sino también procedimentales y actitudinales (Marín y Benarroch, 2001). De la literatura se desprende que los contenidos procedimentales y actitudinales en ciencias están subordinados a los conceptuales y los docentes le dedican muy poco tiempo a su enseñanza (Pro, 1995).

Las prácticas tradicionales llevan al alumno a una repetición mecánica que le impide fusionar este aprendizaje con los contenidos conceptuales. La simple "receta manipulativa" no proporciona a los alumnos la ocasión de emitir hipótesis, de concebir posibles diseños experimentales o de analizar críticamente los resultados (Gil, Carrascosa, Furió y Martínez-Torregrosa, 1991). Los estudiantes a menudo ejecutan las actividades teniendo sólo una ligera idea de lo que están haciendo, sin apenas comprender el objetivo del experimento o las razones que han llevado a escoger tal o cuál práctica, y con escaso entendimiento de los conceptos subyacentes (Moreira, 1980). Quizá por esto, el trabajo de laboratorio ha sido periódicamente desacreditado y, en ocasiones, calificado como "una pérdida de tiempo", aún cuando se ha establecido en los programas educativos que la enseñanza de los alumnos en materias científicas se debe llevar a cabo principalmente con experimentos (Hodson, 1994).

De lo anterior se deduce que las prácticas de laboratorio por sí solas se muestran ineficaces si no se presentan integradas coherentemente junto a otros procedimientos científicos, además de establecerse una relación estrecha entre esta actividad práctica, el aprendizaje de conceptos y la resolución de problemas de lápiz y papel (Marín, 1984; Gil, 1993; Hodson, 1994; Gil et al.,1999). Sin embargo, sí parece coherente organizar las prácticas con otros trabajos de clase (resolución de problemas, formulación de hipótesis, explicaciones del profesor, entre otras) de un modo consecuente a como se desarrolla la actividad científica (Gil et al., 1999), también es cierto que es preciso adaptarlas tanto a las capacidades y limitaciones procedimentales del aprendiz, como a la mecánica de aprendizaje por la que, en general, el sujeto adquiere la experiencia (Arrieta y Marín, 2002).

Las actividades de laboratorio tienen un importante componente procedimental y sería conveniente disponer de una taxonomía para este tipo de contenidos con el objetivo de realizar diseños de prácticas coherentes. El propósito de este trabajo es elaborar una taxonomía para los contenidos procedimentales, que será la base para realizar –en trabajos posteriores- diseños con intención sistemática, tanto en los cuestionarios dirigidos a evaluar la intervención didáctica, como en el desarrollo de las actividades de laboratorio.

Frente a las limitaciones del tradicional estilo de hacer las prácticas mediante guiones, existe una fuerte tendencia en dar soluciones usando secuencias procedimentales tomadas de la actividad científica. Las diferentes propuestas difieren según el aspecto que enfatizan o según es modelizada. La siguiente exposición de modelos para el diseño de las prácticas pretende mostrar esta afirmación:

Según Gil (1993) y Gil y Valdés (1995, 1996), se deben reorientar las prácticas de laboratorio para que dejen de ser sólo ilustraciones de los conocimientos trasmitidos y muestren la posibilidad de implicar a los estudiantes en la construcción de los conocimientos que habitualmente se les transmiten ya elaborados. Para ello es necesario dar un planteamiento más integrado en los aspectos "teoría", "práctica y "problemas", de tal forma que se fusionen en un programa de actividades con orientación investigativa. Para el logro de esta meta se deben plantear diez (10) aspectos considerados fundamentales:

1. Presentar situaciones problemáticas abiertas, con un nivel de dificultad adecuado al alumno.

2. ]]> Favorecer la reflexión de los estudiantes sobre la relevancia de las situaciones propuestas, es decir, que dé sentido a su estudio.

3. Potenciar el análisis cualitativo, que ayude a comprender las situaciones planteadas y a formular preguntas operativas sobre lo que se busca.

4. Plantear la emisión de hipótesis como actividad central de la investigación científica.

5. Elaborar y planificar diseños experimentales por los propios estudiantes.

6. Plantear el análisis detenido de los resultados a la luz del cuerpo de conocimiento disponible, de las hipótesis manejadas y de los resultados de otros investigadores.

7. ]]> Plantear la consideración de posibles perspectivas y contemplar las implicaciones Ciencia-Tecnología-Sociedad, del estudio realizado.

8. Pedir un esfuerzo de integración que considere la contribución del estudio realizado con la construcción de un cuerpo coherente de conocimientos.

9. Elaborar memorias científicas, poster, etc., que reflejen el trabajo realizado y puedan servir para resaltar el papel de la comunicación y el debate en la actividad científica.

10. Potenciar la dimensión colectiva del trabajo científico, organizando equipos de trabajo.

Según los autores, esta secuencia de actividades contribuirá a fomentar el cambio epistemológico del alumno.

Este autor plantea una clasificación, de carácter instrumental, como una herramienta que facilita el análisis y la reflexión sobre qué contenidos se enseñan realmente en las actividades escolares y cómo se podrían ampliar para obtener mayores beneficios. Dicha clasificación es importante porque distingue entre habilidades de investigación, destrezas manipulativas y de comunicación, a saber:

• Habilidades de investigación: identificación de problemas, predicción e hipótesis, relaciones entre variables, diseños experimentales, observación, medición, clasificación y seriación, transformación e interpretación de datos, análisis de datos, utilización de modelos, elaboración de conclusiones.
  

• Destrezas manuales: manejo de materiales y realización de montajes, construcción de aparatos, máquinas, simulaciones.
  

• Comunicación: análisis del material escrito o audiovisual, utilización de diversas fuentes, elaboración de informes descriptivos, estructurados o tipo ensayo.

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Propuesta de Lawson

Lawson (1994), sostiene que la ciencia cognitiva distingue dos clases fundamentales de conocimiento, el declarativo, "saber qué", y el relativo a los procedimientos, "saber cómo". Luego de analizar cómo se forman los conceptos, concluye que la adquisición del conocimiento conceptual depende del procedimental, que es el que garantiza las construcciones. La clasificación que propone es la siguiente:

• Descripción de la naturaleza: describir características observables de los objetos, realizar series, clasificar en términos variables, identificar variables y constantes, medir y realizar gráficos, aplicar estadísticas.
  

• Planteamiento de cuestiones: realizar la cuestión causal a partir de una observación, diferenciar cuestión-observación-hipótesis interrogativa; cuestiones descriptivas causales, reconocer cuestiones expositivas.
  

• ]]> Emisión de hipótesis: diferenciar cuestión-hipótesis; observación-generalización- explicación, reconocer el carácter provisional de las hipótesis, diferenciar explicación provisional-fenómeno, generar combinaciones de hipótesis.
  

• Predicciones: diferenciar predicción-hipótesis, diseñar experiencias, seleccionar hipótesis para verificarlas, diferenciar observación no controlada-controlada, identificar factores, reconocer problemas técnicos de los diseños, criticar experimentos.
  

• Recogida y análisis de datos: reconocer errores en medidas, precisión en medida, organizar datos (tablas, representación gráfica), reconocer elementos comunes en datos; tendencias, extrapolaciones, relacionar variables.
  

• Conclusiones: evaluar relevancia de datos, respaldar hipótesis, establecer conclusiones y aplicarlas a situaciones nuevas.

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Propuesta de Tamir y García

Tamir y García (1992) exponen la siguiente clasificación de los contenidos procedimentales, señalando algunos descriptores:

• Planificación: formular preguntas, predecir resultados, formular hipótesis, diseñar procesos, diseñar experiencias.

• Realización: observación, medición, manipulación de aparatos, registro de resultados, cálculos numéricos, trabajo derivado del diseño.

• Análisis: tabulación, representación gráfica, inferencias en la observación, determinar relaciones, precisión del experimento, definir limitaciones, generalizaciones, explicación de relaciones, nuevas preguntas.

• ]]> Aplicación: predecir sobre la base de los resultados, contrastar hipótesis, aplicar técnicas y hallazgos.

Limitaciones del diseño de prácticas mediante procedimientos y secuenciación siguiendo algún modelo de ciencias exclusivamente

La actividad de los científicos para fundamentar los diseños de las prácticas muestra debilidades, algunas de las cuales son:

• Obvian o no hacen intervenir adecuadamente las capacidades y limitaciones procedimentales de los alumnos (Piaget, 1977a; Shayer y Adey, 1993). Esto es un requisito básico para evitar que el intento del alumno quede frustrado para desarrollar actividades con un nivel de exigencia por encima de sus capacidades procedimentales.
  

• No se tiene en cuenta que poco más del 20% de los alumnos de secundaria alcanzan algunas habilidades del pensamiento formal (Shayer y Adey, 1984; Marín, 1986). Si se les exige afrontar una y otra vez problemas mediante estrategias hipotético-deductivas donde deben controlar variables o saber contrastar una de ellas dejando constante el resto (Inhelder y Piaget, 1972), es muy previsible el fracaso continuado si antes no se fomenta el desarrollo formal de su pensamiento. Con esto no se niega potenciar capacidades procedimentales de carácter hipotético-deductivo en el alumno, sino evitar los peligros de presuponerlas cuando aún no las posee.
  

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Se percibe cierta confusión entre fines y medios en las propuestas de enseñanza revisadas. Coherente con una visión constructivista del aprendizaje, quien hace las nuevas construcciones cognitivas es el alumno, por lo que habrá que contar con su conocimiento previo como punto de partida para llegar a desarrollar capacidades procedimentales hipotético-deductivas. Por muy loable que sea este objetivo, es sólo la meta deseable, y no parece adecuado proponerlo como condición de enseñanza, es decir, como medio.


• Creer que la enseñanza que simula la actividad científica mejora el aprendizaje de las ciencias (Gil et al., 2002) supone asumir cierta similitud entre la actividad de clase por investigación y la mecánica de aprendizaje del alumno. Es dudoso que los procesos constructivos del aprendiz sean análogos a los que usan en la construcción de las ciencias, dadas las diferencias notables entre unos y otros (Pozo y Gómez Crespo, 2000).

Así pues, las propuestas sobre resolución de problemas o de laboratorio usando procedimientos de la actividad científica (Gil et al., 1988; Hart et al., 2000) deberían revisarse y establecer nuevas condiciones de enseñanza que consideren factores tan significativos como el nivel operacional, la capacidad de la memoria operativa o el estilo cognoscitivo, entre otros (Monk, 1990; Roth, 1990; Niaz, 1991; Lawson et al., 1991; Shayer y Adey, 1993; Marín, 1997).

Una taxonomía de procedimientos según dificultades del aprendiz

No se puede hacer una clasificación de los contenidos procedimentales que se van a orientar en las prácticas de laboratorio sin tomar en consideración al aprendiz. Para ilustrar esta afirmación se revisará, brevemente, una de las entrevistas llevadas a cabo por Inhelder y Piaget (citados por Marín, 1997), sobre las capacidades de control de variables y uso del pensamiento hipotético deductivo por parte del alumno, en una experiencia donde se trataba de analizar cómo vinculaban niños y adolescentes determinadas variables de una serie de varillas con su flexibilidad.

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En efecto, se dispone de un juego de varillas que difieren entre sí en longitud, grosor, material y forma de sección. Para probar de qué factores depende la flexibilidad de las varillas se dispone de un soporte vertical al que se le ha practicado una ranura donde se encaja un extremo de la varilla, quedando ésta horizontal a la mesa; en el otro extremo se colocan distintos pesos con el fin de flexionar con mayor o menor grado la varilla (ver figura 1). En primer lugar se le piden previsiones ante algunos pares de varillas, después, realizados los experimentos, debe explicar de qué factores depende la flexibilidad de las varillas, por último, ha de comprobar sus afirmaciones experimentalmente.

Como se puede observar en el Cuadro N° 1, la distancia entre las reacciones de un nivel y otro es grande y supone un proceso lento de aprendizaje, por lo que no resulta obvio que el alumno pueda desarrollar sin más procedimientos científicos. Se hace necesario en muchos casos realizar actividades con procedimientos más sencillos, en función del nivel cognitivo del alumno. Shayer y Adey (1984) comprobaron que menos del 30% llega al nivel III, resultados constatados por Marín (1986) para muestras españolas. El nivel II es el más usual para alumnos adolescentes y mayores, sin embargo, son procedimientos que difieren de los científicos. Son éstos los que se tendrían que poner más en juego en el proceso de enseñanza si se quiere garantizar que el alumno pueda desarrollar las actividades con plenas capacidades procedimentales.

Por las razones mencionadas anteriormente, la taxonomía que se pretende diseñar, con cierto criterio sistemático, propone agrupamientos de los distintos procedimientos útiles en el contexto académico, conjugando diversos criterios de clasificación, como el que plantea Pro (1998), donde se atienda más al uso de éstos en contextos con intención racional y lógica (como puede ser el de la actividad científica), con el criterio que manejan Marín y Benarroch (2001), donde se consideran más razones de dificultad de aprendizaje del alumno.

La ventaja de una clasificación jerarquizada en orden creciente de complejidad es que permite diseñar intervenciones específicas para cada tipo de procedimiento, lo que admitiría establecer patrones para las dificultades de aprendizaje de cada nivel. La clasificación que se propone es la siguiente:

Procedimientos mecánicos. Son producto de la manipulación del sujeto con elementos del medio que lo rodea. Permiten establecer acciones mecánicas y coordinadas para lograr un objetivo específico, pero sin tomar conciencia de los procesos involucrados. Se pueden adquirir por la ejecución práctica o reiterada de un conjunto de acciones manuales o mentales. Algunos procedimientos mecánicos son:

Selectivos: son los de nivel más bajo. Únicamente tienen la intención de reconocer, distinguir, seleccionar, clasificar los objetos del entorno (reconocer y clasificar los distintos materiales de laboratorio).

Técnicas: se refieren al conjunto de acciones secuenciadas para conseguir con eficacia un objetivo (representar gráficamente, construir material didáctico, preparar material de laboratorio, montar un circuito).

Habilidades instrumentales: se entienden como el conjunto de actividades que se planifican para el uso adecuado de un instrumento en el laboratorio. Estas habilidades pueden ir desde acciones simples (manipular instrumentos sencillos como vernier, balanza, cronómetro) hasta procesos más complejos (montaje de equipos más sofisticados como el osciloscopio, relación carga-masa del electrón, efecto fotoeléctrico, entre otros).

Procedimientos concretos. Son operaciones inductivas que se ejercen sobre objetos, datos, situaciones concretas, así como por representaciones mentales de éstos construidas por experiencia sensorio-motriz. Fueron descritas mediante constructos psicológicos por Piaget (1977b), con las que, a su vez, caracterizó el marco general del nivel de operaciones concretas. Estos procedimientos siempre conllevan procesos de toma de decisiones y deliberaciones por parte del sujeto. Algunos procedimientos concretos son:

]]> • Anticipar un hecho a partir de las regularidades observadas en un fenómeno.

• Ordenar datos experimentales. Dicho orden se puede establecer mediante comparación, clasificación, seriación o estableciendo correspondencias sencillas.

• Medir variables.

• Generalizar a partir de datos concretos mediante inferencias inductivas.

• Conservar el factor relevante de un problema, situación o fenómeno cuando se modifican aspectos del mismo sin relevancia para el resultado.

• Realizar cálculos matemáticos y ejercicios numéricos.

Procedimientos formales. Son operaciones en las que subyace una lógica hipotético-deductiva. Tales operaciones fueron caracterizadas psicológicamente por Piaget (1977b) y mostró que su adquisición, en general, conlleva un nivel de dificultad superior a los procedimientos del nivel de operaciones concretas. Los procedimientos formales más significativos fueron detallados por Inhelder y Piaget (1972); también por Shayer y Adey (1993), entre los que se destacan:

• Realizar previsiones o hipótesis utilizando el razonamiento proporcional.

• ]]> Realizar previsiones o hipótesis bajo el principio de acción y reacción o evaluar los cambios en términos de interacciones de sistemas.

• Coordinar varios sistemas de referencia para ser capaz de transformar las variables de un sistema en función de otro donde se encuentra el observador.

• Diferenciar formalmente las variables relevantes que intervienen en un fenómeno, situación o problema dado.

• Formular hipótesis donde se relacionen las variables entre sí.

• Diseñar una estrategia experimental (material, método, dispositivo), dirigida a la verificación de una hipótesis.

• ]]> Diseñar modelos explicativos.

Procedimientos estratégicos. Aparecen en el proceso de búsqueda de soluciones a problemas auténticamente nuevos para el sujeto, por lo que no responden a una secuencia precisa de acciones mentales o sensorio-motrices, aunque suponen un esfuerzo cognitivo que puede llevar al sujeto a concientizar los procedimientos que usa para encontrar la solución. Este tipo de procedimientos es muy personal, ya que dependen de la cognición de cada sujeto y, además, pueden variar de una situación a otra. También lo ayudan a desarrollar habilidades para la transferencia de los conocimientos adquiridos a nuevas situaciones, tanto en el mismo contexto como en otros. Para Niaz (1991), las capacidades intelectuales exigidas para la adquisición de los contenidos de Ciencias, que se podrían ubicar como procedimientos estratégicos, son:

• Habilidad para transformar y procesar los datos del problema en varias direcciones.
• Capacidad para poner en juego simultáneamente los distintos esquemas que exige el problema o tarea.
• Habilidad para separar información relevante de aquella que no lo es.

Procedimientos de comunicación. Se evidencian al momento de divulgar un conocimiento o experiencia, mediante el uso de un lenguaje científico. Quizá es el tipo de procedimientos que más les cuesta tanto a novatos como a expertos, sobre todo cuando se trata de plasmar por escrito los resultados y conclusiones de una actividad o investigación. Entre los procedimientos de comunicación más significativos se destacan:

• Exposición clara de ideas o conclusiones, con el uso adecuado del lenguaje científico.
• Juicio crítico de los resultados y del proceso de obtención de los mismos.
]]> Juicio crítico de las ideas y resultados de otras investigaciones.
• Valorar las posibles fuentes de error.
• Establecer implicaciones y consecuencias.
• Elaborar informes o ensayos debidamente estructurados.

Finalmente habría que señalar que los procedimientos adquiridos no se generalizan automáticamente para nuevos contenidos específicos. Este proceso podría ser una buena labor del proceso educativo: generalizar los procedimientos mecánicos, concretos, formales, estratégicos y de comunicación, a los nuevos contenidos y problemas asociados que el alumno vaya aprendiendo.

Una propuesta para el diseño de prácticas "basadas en el aprendiz"

La anterior taxonomía se podría llevar al contexto de prácticas de laboratorio usando una secuencia, para mantener la coherencia, fundamentada principalmente en la teoría de Piaget, y con elementos de otras teorías como la de Vygotsky, que, a diferencia de las expuestas anteriormente, presume de ser más sensible a las capacidades y limitaciones del alumno, por lo que las fichas por descubrimiento dirigido diseñadas se han denominado "fichas de actividades basadas en el aprendiz", (FABA), para no confundirla con el "método de enseñanza por descubrimiento dirigido" que más conoce la gente y el más cuestionado, fundamentado en el método científico, donde se pretende que el alumno reconstruya los principales descubrimientos científicos, enfrentándolo a los mismos problemas para que encuentre las mismas soluciones (Pozo y Gómez Crespo, 2000).

Se cree que los diseños de las fichas de actividades basadas en el aprendiz se pueden ver como un modelo integrador entre el modelo de enseñanza por investigación, consecuente con la manera en la que se desarrolla la actividad científica y el modelo "el alumno como aprendiz", donde se dan orientaciones didácticas atendiendo a sus capacidades y limitaciones procedimentales, es decir, no se llega a proponer de modo sistemático una secuencia de procedimientos hipotético-deductiva en la que, en la mayoría de los casos, los alumnos no saben qué hacer, ni resulta ser tan cerrado como las prácticas habituales, en las cuales éstos no tienen la posibilidad de predecir, discutir opiniones, formular hipótesis, reconstruir más que comprobar leyes, entre otros aspectos. La secuencia a seguir sería la siguiente:

a) Fase de predicción y explicación. Se presentarán al alumno situaciones novedosas y se le pedirá que elabore previsiones, justificando (argumentando) el por qué de su elección o respuesta. Esta fase será completamente individual y el alumno deberá responder por escrito. La intención es conocer las ideas previas que traen los alumnos al iniciar la clase, puesto que muchas veces éstas persisten aún después de la enseñanza formal a lo largo de varios años y es de gran interés comprender cómo se originan, de qué manera influyen en el proceso de enseñanza aprendizaje y cómo inciden en los resultados de los aprendizajes (Hierrezuelo y Montero, 1991).

]]> b) Fase de contrastación con pares. Se les pedirá que discutan su opinión con el grupo de trabajo (máximo cuatro alumnos); de ser posible se tratará de llegar a un consenso con respecto a la discusión de las ideas. El resultado se pasará por escrito. La intención de esta fase es propiciar la socialización del conocimiento entre los estudiantes, brindando la oportunidad de compartir ideas, de respetar opiniones, de aprender a negociar, de admitir los propios errores, de saber ganar (Reigosa y Jiménez Aleixandre, 2000). Por otro lado, tal como lo plantea Vygotsky (1979), el alumno tiene la oportunidad de reconstruir significados a través de la actividad social y en las experiencias externas compartidas con sus compañeros.

c) Fase de contrastación entre grupos. Cada grupo expondrá el acuerdo al cual llegó y los demás darán su opinión al respecto. Esta fase tiene como finalidad confrontar las opiniones de los diferentes grupos y tratar de llegar a un consenso en la clase antes de ser verificada experimentalmente, si es el caso, o comparada con el conocimiento científico, a través de la intervención del profesor. Se tratará de construir significados de manera compartida.

d) Fase de interacción, registro y ordenación de datos (grupal). El grupo llevará a cabo el trabajo experimental con el fin de verificar las experiencias para tratar de contrastar no sólo sus previsiones, sino también reconstruir leyes, establecer relaciones, apreciar tendencias; interactuando con situaciones y objetos ligados al contenido a enseñar. Para el logro de esto se hará uso de la ficha de actividades basadas en el aprendiz (FABA), siguiendo las orientaciones didácticas establecidas en la misma o proponiendo otras alternativas, según sea el caso. Esta fase de interacción sujeto objeto tiene un papel decisivo ya que la creación de los esquemas de acción y su posterior maduración y coordinación se deben a la continua interacción física del sujeto con el medio que le rodea (Piaget, 1977b).

e) Fase de contrastación con las previsiones, reflexión y nuevas explicaciones. El alumno reflexiona sobre los resultados obtenidos experimentalmente y las previsiones, dando explicación a estas diferencias o semejanzas si las hubiere; también se discuten las relaciones, implicaciones y tendencias de las variables físicas que intervienen en los experimentos. Esta es la fase de integración de nuevos conocimientos por mecanismos de asimilación y acomodación, que suponen un desarrollo y enriquecimiento de los esquemas en extensión del sujeto y por lo tanto presumen una conceptualización a partir de los datos empíricos (Piaget, 1977b).

f) Fase informativa y contrastación con el conocimiento científico. El docente intervendrá (zona de desarrollo próximo del alumno, según la terminología de Vygotsky, 1979), con el fin de acercar al alumno a formas de conocimiento que por sí mismas le serían ajenas o, al menos, muy distantes (Pozo y Gómez Crespo, 2000). La intervención del docente, de manera apropiada, crearía un ambiente conciliador entre las opiniones de los diferentes grupos.

g) Fase de divulgación y transferencia. Se pondrá en evidencia si los nuevos conocimientos fueron asimilados realmente; por un lado, se le solicitará a cada grupo que elabore un informe por escrito, donde se construya un juicio crítico de todo el proceso, con conclusiones, implicaciones, consecuencias, posibles generalizaciones, entre otros; y por otro lado, se les situará en condiciones similares con algunos factores diferentes e instándolos al análisis del mismo.

Consideraciones finales

Se cree que la taxonomía de los contenidos procedimentales propuesta en este trabajo, es más sensible a las dificultades de aprendizaje del alumno, por lo que ha permitido elaborar una secuencia de actividades de laboratorio adaptada a las capacidades cognitivas del aprendiz.

Con la aplicación de esta secuencia de actividades es posible obtener efectos ventajosos en el aprendizaje, tales como:

• Reestructurar los esquemas operatorios de los estudiantes de tal manera que le permitan acercar cada día más el conocimiento cotidiano al conocimiento científico.
]]> Mejorar la adquisición de contenidos procedimentales, interrelacionándolos de manera explícita con los conceptuales y actitudinales.
• Incrementar el proceso de conceptualización partiendo de la experimentación.
• Lograr la transferencia de conocimientos a nuevos contextos y situaciones.

Actualmente se está aplicando esta nueva estrategia didáctica en el desarrollo de las prácticas de laboratorio, en la Facultad de Humanidades y Educación, de La Universidad de Zulia, con una muestra de 22 estudiantes de la asignatura Física y Laboratorio IV, correspondiente al contenido temático de Óptica Geométrica. La experiencia didáctica tiene el diseño de pretest-intervención-postest, complementado con el análisis de las predicciones, observación participante, entrevistas grupales y encuestas de actitud y motivación. Se prevé que para finales del curso 2002-2003 se dispondrá de datos que hablen de la bondad y eficacia de las fichas (FABA) y del proceso seguido.

Referencias

1. Arrieta, X. (2000). Fundamentos de un modelo para la enseñanza práctica de la Física. Encuentro Educacional. 7(2), 161-179.        [ Links ]

2. Arrieta, X. y Marín, N. (2002). Del experimento al concepto. Encuentro Educacional. 9(2), 125 -146.        [ Links ]

3. Carnicer, J., Martínez, R., Carrasquer, J., De Lama, M. y Usó, F. (1997). Una secuenciación de contenidos para las ciencias de la naturaleza en la ESO. Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales. 14, 73-86.        [ Links ]

4. Garzón, C. y Vivas, M. (1999). Una didáctica constructivista en el aula universitaria. Educere, 3(5), 34-38.        [ Links ]

5. Gil, D. (1993). Contribución de la historia y de la filosofía de las Ciencias al desarrollo de un modelo de enseñanza/aprendizaje como investigación. Enseñanza de las Ciencias, 11(2), 197212.        [ Links ]

6. Gil, D. y Valdés, P. (1995). Contra la distinción clásica entre teoría, prácticas experimentales y resolución de problemas: el estudio de las fuerzas elásticas como ejemplo ilustrativo. Didáctica de las ciencias experimentales y sociales. 9, 3-25.        [ Links ]

7. Gil, D. y Valdés, P. (1996). La orientación de las prácticas de laboratorio como investigación: un ejemplo ilustrativo. Enseñanza de las Ciencias, 14(2), 155-163.        [ Links ]

8. Gil, D., Carrascosa, J., Furió, C. y Martínez-Torregrosa, J. (1991). La Enseñanza de las Ciencias en la Educación Secundaria. Cuadernos de Educación. ICE-Horsori. Universidad de Barcelona, España.        [ Links ]

9. Gil, D., Furió, C., Valdés, P., Salinas, J., Martínez-Torregrosa, J., Guisasola, J., González, E., Dumas-Carré, A., Goffard, M., y Pessoa De Carvalho, A. (1999). ¿Tiene sentido seguir distinguiendo entre aprendizaje de conceptos, resolución de problemas de lápiz y papel y realización de prácticas de laboratorio? Enseñanza de las Ciencias, 17(2), 311-320.        [ Links ]

10. Gil, D., Guisasola, J., Moreno, A., Cachapuz, A., Pessoa De Carvalho, A., Martínez-Torregrosa, J., Salinas, J., Valdés, P., González, E., Gené Duch, A., Dumas-Carré, A., Tricárico, H., and Gallego, R. (2002). Defending Constructivism in Science Education. Science and Education, 11(6), 557–571.        [ Links ]

11. Gil, D., Martínez-Torregrosa, J. y Senent, F. (1988). El fracaso en la resolución de problemas: una investigación orientada por nuevos supuestos. Enseñanza de las Ciencias. 6(2), 131-146.        [ Links ]

12. Hart, C., Mulhall, P., Berry, A., Lougharm, J. y Gunstone, R. (2000). What is the Purpose of this Experiment? Or Can Students Learns Something from Doing Experiments?. Journal of Research in Science Teaching, 37(7), 655-675.        [ Links ]

13. Hierrezuelo, J. y Montero, A. (1991). La ciencia de los alumnos. España: Elzevir.        [ Links ]

14. Hodson, D. (1994). Hacia un enfoque más crítico del trabajo de laboratorio. Enseñanza de las Ciencias, 12(3), 299-313.        [ Links ]

15. Inhelder, B. y Piaget, J. (1972). De la lógica del niño a la lógica del adolescente. Buenos Aires: Paidós.        [ Links ]

16. Lawson, A. (1994). Uso de los ciclos de aprendizaje para la enseñanza de destrezas de razonamiento científico y de sistemas conceptuales. Enseñanza de las Ciencias. 12(2), 165187.        [ Links ]

17. Lawson, A., Mc Elrath, C., Burton, M., James, B., Doyle, R., Woodward, S. y Kellerman, L. (1991). Hipotetic deductive reasoning skill and concept acquisition:mTesting a constructivis hypothesis. Journal of Research in Science teaching, 28(10), 953-970.        [ Links ]

18. Marín, N. (1984). Evaluación de dos métodos experimentales en la enseñanza de la Física básica. Trabajo de grado de maestría no publicado. Universidad de Granada: España.        [ Links ]

19. Marín, N. (1986). Experimentos de Física para Maestros. España: Servicio de Publicaciones de la Universidad de Granada.        [ Links ]

20. Marín, N. (1997). Fundamentos de didáctica de las ciencias experimentales. [Manuales]. España. Universidad de Almería. Servicio de Publicaciones.        [ Links ]

21. Marín, N. y Benarroch, A. (2001). Los problemas de enseñanza de los contenidos procedimentales como un reto común de las Didácticas Específicas. En F. Javier Perales y otros (Comps.), Actas del I Congreso de Didácticas Específicas. Departamento de Didácticas Específicas. España: Universidad de Granada.        [ Links ]

22. Monk, M. (1990). A Genetic Epistemological Analysis of Data on Children’s ideas about DC electrical circuits. Research in Science &Technological Education, 8(2), 133143.        [ Links ]

23. Moreira, M. (1980). A non-traditional approach to the evaluation of laboratory instruction in general physics courses. European Journal of Science Education, 2, 441-448.        [ Links ]

24. Niaz, M. (1991). Correlates of formal operational reasoning: a neopiagetian analysis. Journal of Research in Science Teaching, 28(1), 1940.        [ Links ]

25. Piaget, J. (1977a). Epistemología genética. Argentina: Solpin.        [ Links ]

26. Piaget, J. (1977b). Lógica y psicología. Argentina: Solpin.        [ Links ]

27. Pozo, J. y Gómez Crespo, M. (2000). Aprender y enseñar ciencia. Madrid: Morata.        [ Links ]

28. Pro, A. (1995). Reflexiones para la selección de contenidos procedimentales en ciencias. Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales, 6, 77-87.        [ Links ]

29. Pro, A. (1997). ¿Cómo pueden secuenciarse contenidos procedimentales?. Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales, 14, 49-59.        [ Links ]

30. Pro, A. (1998). ¿Se pueden enseñar contenidos procedimentales en las clases de ciencias?. Enseñanza de las Ciencias, 16(1), 21-41.        [ Links ]

31. Reigosa, C. y Jiménez Aleixandre, M. (2000). La cultura científica en la resolución de problemas en el laboratorio. Enseñanza de las Ciencias, 18(2), 275-284.        [ Links ]

32. Roth, W. (1990). Neopiagetian predictors of achievement in physical science. Journal of research in science teaching, 27(6), 509-521.        [ Links ]

33. Shayer, M. y Adey, P. (1984). La ciencia de enseñar Ciencia. Desarrollo cognoscitivo y exigencias del curriculum. Madrid: Narcea.        [ Links ]

34. Shayer, M. y Adey, P. (1993). Accelerating the development of formal thinking in middle and high school students IV: three years after a two years intervention. Journal of Research in Science Teaching, 30(4), 351-366.        [ Links ]

35. Tamir, P. y García, M. (1992). Characteristics of laboratory exercises included in science texbooks in Catalonia (Spain). Journal Science Education, 14(4), 381-392.        [ Links ]

36. Vygotsky, L. (1979). El desarrollo de los procesos psicológicos superiores. (Trad. cast. de S. Furió).Barcelona, España: Crítica        [ Links ]

Figuras y cuadros

Figura 1. Experimento de las varillas flexibles. Fuente: Marín, 1977



Cuadro 1

Caracterización de los niveles cognitivos

Nivel I	]]> Nivel II	Nivel III
El niño se limita a dar una descripción de lo que percibe, y como no dispone aún, de instrumentos operatorios para clasificar y seriar de manera organizada, explica y completa lo observado a través de relaciones precausales. No le preocupa que sus afirmaciones sean cuestionadas por la experimentación.	Aparecen las operaciones concretas de clases y relaciones, haciendo posible la lectura de los datos observados, mediante clasificaciones, seriaciones y correspondencias coherentes. En el nivel IIA los niños sólo recurren a multiplicaciones lógicas implícitas. En el nivel IIB resuelven situaciones donde los factores que se varían se pueden compensar visualmente, pero no generalizan para todos los factores.	Comienza el pensamiento formal, con la aparición de un razonamiento hipotético- deductivo y la búsqueda activa de verificación. En el nivel IIIA los jóvenes conciben lo real como un producto de diversos factores que se componen entre sí según un conjunto de combinaciones posibles. En el nivel IIIB hacen pruebas más rigurosas y llegan a conclusiones que le permiten disociar los factores que entran en juego gracias a un conjunto de implicaciones combinadas con simples conjunciones.

]]> 1 2000 7 2 2 161-179 2 2002 9 2125 -146 3 1997 14 73-86 4 1999 3 5 5 34-38 5 1993 11 2 2 197212 6 1995 9 3-25 7 1996 14 2 2 155-163 8 1991 9 1999 17 2 2 311-320 10 2002 11 6 6 557-571 11 1988 6 2 2 131-146 12 2000 37 7 7 655-675 13 1991 14 1994 12 3 3 299-313 15 1972 16 1994 12 2 2 165187 17 1991 28 10 10 953-970 18 1984 19 1986 20 1997 21 2001 22 1990 8 2 2 133143 23 1980 2 441-448 24 1991 28 1 1 1940 25 1977 26 1977 27 2000 28 1995 6 77-87 29 1997 14 49-59 30 1998 16 1 1 21-41 31 2000 18 2 2 275-284 32 1990 27 6 6 509-521 33 1984 34 1993 30 4 4 351-366 35 1992 14 4 4 381-392 36 1979