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MS ALL DE LAS IDEAS PREVIASCOMO DIFICULTADES DE APRENDIZAJE:LAS PAUTAS DE PENSAMIENTO,LAS CONCEPCIONES EPISTEMOLGICAS

Y LAS ESTRATEGIAS METACOGNITIVASDE LOS ALUMNOS DE CIENCIAS

CAMPANARIO, JUAN MIGUEL1 y OTERO, JOS C.1 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] de Investigacin en Aprendizaje de las Ciencias. Departamento de Fsica.Universidad de Alcal de Henares. 28871 Alcal de Henares. Madrid. Tel.: 91 885 49 26. Fax: 91 885 49 42.

SUMMARY

In this article we try to go beyond students misconceptions as the only explanation for difficulties in the learning ofsciences. We review the main components of a kind of cognitive conspiration against the work of science teachers:the preconceptions of students, their patterns of thinking and reasoning, their epistemological beliefs and theirmetacognitive strategies. Usually, research in science education has focused on the two first elements, although, inrecent years, researchers have started to focus on the two last factors that are main obstacles for science learning andare responsible for the failure of many new approaches in science teaching.

INVESTIGACINDIDCTICA


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INVESTIGACIN DIDCTICA

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motivados, en gran parte, por la recomendacin deAusubel sobre la importancia de elegir los conocimientosprevios de los alumnos como punto de partida para lainstruccin (Ausubel, Novak y Hanesian, 1983).Osborne y Wittrock resumen la posicin de los inves-tigadores sobre ideas previas de los alumnos cuandoafirman que los alumnos desarrollan ideas sobre su

mundo, construyen significados para las palabras quese usan en ciencia y despliegan estrategias para con-seguir explicaciones sobre cmo y por qu las cosasse comportan como lo hacen (1983, p. 16). Parececlaro, pues, que el profesor de ciencias debe contarcon que sus alumnos ya poseen un conocimientocientfico alternativo.

Los resultados de aproximadamente veinte aos de in-vestigacin en el rea de ideas previas de los alumnoshan puesto de manifiesto una variedad enorme de talesconocimientos alternativos. Desde las primeras obser-vaciones de Viennot (1979) y otros investigadores hastalas recopilaciones e integraciones ms actuales, se haacumulado una gran cantidad de conocimientos en este

terreno. As, por ejemplo, se sabe que muchos alumnospiensan que todo movimiento implica una fuerza (Pozo,1987), que el movimiento siempre tiene lugar enla direccin de la fuerza resultante sobre un cuerpodiSessa, (1982), que la corriente elctrica segasta en unabombilla (Saxena, 1992), que el calor est contenido enlos cuerpos y se puede almacenar como un fluido(Rogan, 1988), etc.

Las ideas espontneas de los alumnos se caracterizan, enprimer lugar, por ser casi siempre cientficamente inco-rrectas, lo cual ha contribuido sin duda al gran desarro-llo de la investigacin en este rea. Es razonable, encierta medida, que las ideas previas sean cientficamenteinadecuadas porque lo contrario hara innecesario elgran esfuerzo de abstraccin y lucha contra el sentidocomn que implica la construccin de la ciencia. Aun-que las ideas espontneas son construcciones personalesy propias de cada sujeto, existen muchas ms semejan-zas que diferencias entre ellas, lo que ha permitidoidentificar algunos esquemas comunes en alumnos depases y sistemas educativos distintos (Pint, Aliberas yGmez, 1996). Otro rasgo de las ideas previas es sucarcter inconexo y a veces contradictorio: un mismoalumno puede explicar el mismo fenmeno desde variospuntos de vista inconsistentes entre s (Pozo y Carretero,1987). A ello ayuda el carcter implcito de las mismas,lo cual, por otra parte, dificulta su deteccin y erradica-cin. En efecto, muchas veces el sujeto no es conscientede que mantiene concepciones errneas sobre los fen-menos cientficos. Entre los resultados ms notables de

la investigacin cabe destacar el paralelismo que existeentre muchas de las ideas previas de los alumnos ydeterminadas teoras histricas de otras pocas general-mente precientficas (Pozo, 1987; Whitaker, 1983; Pozoy Carretero, 1987).

Cul es el origen de las ideas previas? Los investigado-res han identificado orgenes diversos. Por una parte,parece que determinados esquemas conceptuales estnampliamente extendidos en todas las culturas. Esquemas

Que el aprendizaje significativo de las ciencias por partede los alumnos es una tarea con un ndice de fracasoelevado es una afirmacin que difcilmente puede sor-prender a los investigadores y profesores de ciencias.Sin embargo, las causas de dicho fracaso todava sonobjeto de un apasionado debate. Probablemente lascausas sean mltiples y resulte complicado abordar-

las todas a la vez, como un todo. Parte de la respon-sabilidad del fracaso est en los a lumnos, parte en losprofesores y, seguramente, otra parte est en el con-texto escolar y en la propia sociedad. En este artculonos concentramos en un conjunto de causas que tie-nen un denominador comn: lo que los alumnos sa-ben (ideas previas), sabenhacer(estrategias de razo-namiento), creen (concepciones epistemolgicas) ycreen que saben (metacognicin). Parafraseando aPozo (1987, p. 83), podemos afirmar que estos ele-mentos conforman una especie de conspiracin cog-nitiva contra el trabajo del profesor de ciencias yconstituyen obstculos formidables que dificultanenormemente el aprendizaje significativo de las cien-cias por parte de los a lumnos. El resto del artculo se

organiza en cinco secciones donde se abordan, res-pectivamente, los aspectos relacionados con las ideasprevias de los alumnos, sus pautas y estrategias derazonamiento, sus concepciones epistemolgicas ysus estrategias metacognitivas. En la ltima seccinse formulan unas conclusiones generales y se presentannuevas perspectivas para la enseanza de las ciencias yla investigacin en didctica de las ciencias.

LAS IDEAS PREVIAS DE LOS ALUMNOS

La enseanza de las ciencias debe tener en cuenta lasideas previas de los alumnos

Durante muchos aos los profesores han desempeadosu trabajo como si la mente de sus alumnos fuesenreceptculos vacos en los que haba que colocar elconocimiento. La metfora del profesor como un trans-misor del conocimiento o del aprendizaje, como unproceso de llenado de un recipiente o de escritura en unapizarra vaca, reflejan claramente estos puntos de vistahoy casi completamente abandonados en didctica de lasciencias. Los alumnos aprendan ms o menos depen-diendo de su capacidad y el aprendizaje se conceba,fundamentalmente, como un proceso de adquisicin deinformacin y, slo en segundo lugar, como un procesode desarrollo de destrezas.

Sin embargo, hoy sabemos que los alumnos mantienen

un conjunto diverso de ideas previas o preconcepcionessobre los contenidos cientficos que casi siempre sonerrneas y se reconoce unnimemente que estas ideasprevias son uno de los factores clave que, como seargumenta ms adelante, deben tenerse en cuenta comocondicin necesaria (aunque no suficiente) para un apren-dizaje significativo de las ciencias.

Los investigadores en enseanza de las ciencias co-menzaron a estudiar las ideas previas de los alumnos


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tan sencillos y tiles como a mayor causa, mayor efectochocan a veces con determinados fenmenos cientficos.Este tipo de heursticos estn ampliamente extendidosentre los alumnos e incluso entre los adultos comohemos explicado anteriormente. Por otra parte, parececlaro que muchas de las ideas previas de los alumnostienen su origen en la experiencia cotidiana (Preece,

1984). El lenguaje comn, con su caracterstica falta deprecisin, estara en el origen de algunas ideas espont-neas que son reforzadas por aprendizajes inadecuados enel medio social o por los medios de comunicacin (p.e.,el gasto energtico). Por ltimo, algunas de las ideasprevias sobre fenmenos cientficos tienen su origen enel uso de analogas defectuosas en el propio medioescolar, (p. ej. ciertos modelos que consideran la co-rriente elctrica como un fluido) (Duit, 1991; Pozo,Sanz, Gmez y Limn, 1991).

El efecto de las ideas previas de los alumnos en elaprendizaje es enorme. Como seala Giordan, las ideasprevias son, ms que un almacn para consultas poste-riores, una especie de filtro conceptual que permite a

los alumnos entender, de alguna manera, el mundo quelos rodea (1996, p. 10). Estas ideas previas seran, pues,algo similar a lo que se ha dado en llamar teoras-en-accin (Karmiloff-Smith e Inhelder, 1981; Driver yErickson, 1983) y funcionaran a la manera de los para-digmas (Thiberghien, Psillos y Koumaras, 1995, p. 427).La existencia de ideas previas cientficamente incorrec-tas permite entender por qu los alumnos plantean cier-tas preguntas aparentemente absurdas pero que paraellos estn llenas de sentido (p.e., cmo influye la masade un objeto en el tiempo en que tarda en caer desdecierta altura?). De esta manera, las ideas previas deter-minan en gran medida qu aspectos de la realidad sondignos de ser estudiados para entender una determi-nada situacin. Como sealan Thiberghien, Psillos yKoumaras (1995, p. 427). El significado ltimo de deter-minados trminos (p.e., calor) llega incluso a ser dife-rente para los alumnos y los profesores. Desafortunada-mente, las predicciones que formulan los alumnos apartir de las ideas previas pueden ser muchas vecescorrectas, de ah deriva en parte la dificultad de eliminar-las. Como cualquier profesor sabe, es posible que unalumno conteste bien determinadas preguntas basndo-se en razonamientos incorrectos.

Dado que las ideas previas funcionan como marcosconceptuales, tambin dirigen y orientan el procesa-miento de la informacin que se estudia en los libros o lainterpretacin de las explicaciones del profesor. Losprofesores estn acostumbrados a las distorsiones einterpretaciones errneas de lo que se explica en clase.

Este fenmeno no resulta tan sorprendente si se tienen encuenta las ideas previas de los alumnos. Adems, lasideas previas de los alumnos inciden en las observacio-nes y en las interpretaciones de las observaciones. Comouna consecuencia negativa, las evidencias empricas quecontradicen estas ideas previas a veces se perciben demanera sesgada y, aun en el caso de que se percibancorrectamente, no siempre convencen a los alumnos deque sus ideas son errneas (Duit, 1991). A ello se une latendencia comn, que no es exclusiva de los alumnos, a

prestar atencin preferente a los aspectos de los experi-mentos que apoyan los puntos de vista propios.

No es fcil eliminar las ideas previas de los alumnos

Es frecuente que los enfoques tradicionales fracasen en

el intento de que los alumnos desarrollen las concepcio-nes cientficas comnmente aceptadas. Una enseanzapor transmisin que no tiene en cuenta las ideas previasde los alumnos no logra eliminarlas. Con frecuencia, nisiquiera lo consigue una instruccin orientada al cambioconceptual y que tenga como objetivo explcito la elimi-nacin de estas ideas previas y su sustitucin por con-cepciones cientficas adecuadas (Campanario y Moya,1998; Carretero y Limn, 1995; Linder, 1993). Parececlaro, pues, que las ideas previas son resistentes alcambio. El resultado es que los alumnos mantienen dosesquemas de conocimientos. Por una parte, estaran susconocimientos acadmicos sobre fenmenos, teoras,leyes, frmulas y mtodos para resolver problemas.Estos conocimientos acadmicos son tiles en el medio

escolar dado que sirven para resolver ejercicios y paraaprobar los exmenes tradicionales. Por otra parte, losalumnos mantienen muchas veces su arsenal de ideasprevias, que son tiles para entender la realidad y parainteraccionar con el medio que les rodea. Incluso esfrecuente encontrar estudiantes universitarios y licen-ciados que han terminado sus carreras y mantienenconcepciones errneas sobre los fenmenos cientficos(Pozo, 1987; Viennot, 1979; Driver, 1988; Kruger, Pala-cio y Summers, 1992).

La investigacin en el rea de ideas previas de losalumnos ha dado lugar a una robusta lnea de trabajo queha producido una cantidad considerable de resultados.Sirva como ejemplo del vigor de esta lnea de investiga-cin el dato de que la edicin de 1994 de la recopilacinde Pfundt y Duit (Students Alternative Frameworks andScience Education) recoge ms de 3.600 referencias(1994). Este notable desarrollo ha sido favorecido porfactores diversos entre los que destaca el inters demuchos profesores por conocer las ideas previas de susalumnos y la relativa facilidad con que este tipo deinvestigaciones puede llevarse a cabo.

Algunos crticos han formulado reparos, sin duda justi-ficados, a la investigacin en el rea de ideas previas(Hashweh, 1988). As, a veces las ideas previas que sedetectan en este tipo de investigaciones slo tienensentido a la vista de los cuestionarios utilizados en lainvestigacin. En otras ocasiones, los investigadoresobtienen conclusiones que van ms all de lo que es en

buena lgica permitido suponer a partir de las respuestasde los alumnos. En muchos trabajos que tienen funda-mentalmente carcter descriptivo se va ms all de lasconclusiones lgicas y se proponen estrategias concretasde instruccin. La escasez tradicional de anlisis esta-dsticos es otra de las carencias de una parte importantede los estudios en este terreno. Realmente, las deficien-cias metodolgicas de algunas de estas investigacionesson quiz el aspecto que ms crticas haya recibido(Pozo, Sanz, Gmez y Limn, 1991). A pesar de las


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crticas anteriores, la coincidencia de resultados simila-res con alumnos en contextos y sistemas educativosdiferentes hace difcil dudar de la validez general yfiabilidad de los resultados obtenidos. Existen en la litera-tura revisiones e integraciones de los trabajos sobre ideasprevias en dominios diversos con el objetivo de en-contrar esquemas causales y principios comunes (Brown

y Clement, 1987; Carrascosa y Gil, 1992; Cervantes,1987; Duit, 1991; Cros y Maurin, 1986; Hierrezueloy Montero, 1991; Pint, Aliberas y Gmez, 1996;Driver y Erickson, 1983; Pozo, Gmez, Limn ySanz, 1991; Driver, Guesne y Thibergien, 1985;Rennstrn, 1987).

Aunque, como seala Giordan, en un principio, las ideasprevias de los alumnos recibieron denominaciones conclaras connotaciones negativas (p. e., concepciones errneas,preconcepciones, errores conceptuales...), poco a pocose ha pasado a una terminologa menos negativa (teorasespontneas, ciencia intuitiva, marcos alternativos, con-cepciones espontneas...) (1996). Este cambio termino-lgico no es trivial y refleja el cambio de mentalidad que

se ha producido entre la comunidad investigadora sobrela naturaleza de las ideas previas y su papel en elaprendizaje. Ello ha ido acompaado de un mayor cono-cimiento por parte de los investigadores y de muchosprofesores de la epistemologa de la ciencia y de losmecanismos cognitivos mediante los que se procesa lainformacin.

LAS PAUTAS DE PENSAMIENTO YRAZONAMIENTO DE LOS ALUMNOS

Los alumnos recurren con frecuencia a metodologassuperficiales

Que los alumnos cometen a menudo errores es unaobservacin que difcilmente puede sorprender a cual-quier profesor. Los profesores suelen atribuir estos erro-res a comportamientos patolgicos propios y casi exclu-sivos de los alumnos. Sin embargo, los resultados de lainvestigacin educativa han planteado algunas hiptesisalternativas sobre el origen de tales errores.

Carrascosa y Gil (1985) estudiaron los errores que alum-nos y tambin profesores cometen cuando se enfrentan asituaciones problemticas de una manera acrtica deacuerdo con lo que dieron en llamar metodologa de lasuperficialidad. Los sujetos que intervinieron en la in-vestigacin realizada por estos autores se enfrentaban alos problemas de ciencias con escaso rigor crtico, sin

reparar a veces en las inconsistencias de los enunciadosy con una comprensin superficial de las preguntas.Como una primera consecuencia, las respuestas a laspreguntas que se les formulaban tenan lugar en unintervalo de tiempo sorprendentemente corto, a pesar deque el cuestionario que utilizaron invitaba a la respuestarazonada. Incluso una llamada de atencin a los sujetosacerca del riesgo de contestar errneamente no altersignificativamente los resultados. Segn los autores,estas pautas de actuacin estn profundamente arraiga-

das en los alumnos y los profesores. Una de las conclu-siones que los autores obtienen es que sin un cambiometodolgico no es posible el cambio conceptual.

Entre los factores de riesgo que conducen a pautas decomportamiento como las que se han descrito cabedestacar la inmersin continua en un sistema educativo

muchas veces competitivo en el cual se valora, funda-mentalmente, el resultado final en forma de respuestacorrecta, ms que los procesos cuidadosos de razona-miento. Adems de los efectos negativos que el abuso dedicha metodologa produce en el aprendizaje, sus efec-tos en la motivacin de los alumnos son tambin negati-vos al orientar su actuacin hacia el producto ms que alproceso. Peor an, en otro estudio posterior, Gil yCarrascosa (1990) constataron que los alumnos de cur-sos superiores suelen tener ms seguridad en lasrespuestas errneas que los alumnos de cursos infe-riores, un resultado que ha sido contrastado tambinpor nosotros en otro contexto educativo (Campana-rio, 1995b).

Los alumnos pueden aplicar pautas de razonamientopoco cientficas en tareas propias de ciencias

Los aspectos metodolgicos de la comprensin de laciencia no han recibido tanta atencin como los concep-tuales por parte de los investigadores en didctica de lasciencias. Sin embargo, en la produccin y comprensindel conocimiento cientfico, son esenciales ciertas habi-lidades intelectuales, tales como la elaboracin de hip-tesis a partir de un cuerpo de conocimientos y su com-probacin posterior mediante la experimentacin. Lospuntos de vista actuales sobre las pautas de actuacincognitiva de los sujetos en general ponen un nfasisconsiderable en la nocin de heurstico frente a reglaformal y rigurosa (Pozo, Sanz, Gmez y Limn, 1991).Mientras que una regla formal sirve en todas las ocasio-nes, un heurstico sirve slo en determinados casos.A pesar de esta disminucin del estatus, los heursticosfuncionaran, en general, de manera efectiva y, en lamayora de las situaciones cotidianas, resultan muyadecuados para predecirel curso de los acontecimientosy fenmenos que tienen lugar en nuestro entorno.Al igual que sucede con los resultados de otras reas, lainvestigacin en este terreno ha demostrado que lossujetos se comportan en muchas ocasiones de una mane-ra sesgada que choca con las pautas rigurosas que sesuponen habituales en el pensamiento cientfico.

Diversos autores han revisado los resultados de lasinvestigaciones sobre los modos espontneos de razonar

de los alumnos de enseanza media y universidad y hanenumerado algunos de los heursticos que suelen utilizarestos alumnos e incluso los propios sujetos adultos(Pozo, Sanz, Gmez y Limn, 1991; Thiberghien,Psillos y Koumaras, 1995; Salinas, Cudmani y Pesa,1996; Reif y Larkin, 1991). Entre las conclusiones msdestacadas cabe citar las siguientes:

a) Los alumnos tienden a explicar los cambios en lossistemas, no los estados estacionarios.


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b) Cuando tiene lugar un cambio o una transformacin,casi siempre se presta ms atencin al estado final que alinicial.

c) Se tiende a investigar un sistema slo cuando stesufre algn cambio que se aparta de su funcionamientonormal. El principio que subyace tras esta regla es que,

si algo no se ha roto, no lo arregles (Baron, 1993).d) Se tiende a abordar los problemas de acuerdo con losconocimientos que ms se dominan, no necesariamentecon los ms relevantes para su solucin (Salinas,Cudmani y Pesa, 1996).

e) Se tiende a concebir un estado de equilibrio como algoesttico; los equilibrios dinmicos son difciles de con-cebir.

f) La causalidad lineal es con frecuencia la basedel razonamiento de los alumnos. Entre causas y efectossuele haber mediadores (Thiberghien, Psillos yKoumaras, 1995, p. 429).

g) El principio de causalidad se suele utilizar de maneralineal siguiendo la regla a mayor causa, mayor efecto(Anderson, 1986).

h) Se intenta encontrar algn tipo de semejanza (en unsentido amplio) entre las causas y sus efectos.

i) De entre las causas posibles de un cambio, se suelentener en cuenta las ms accesibles y aqullas que serecuperan ms fcilmente de la memoria: las ms recien-tes, las ms cercanas espacialmente o las ms frecuentes.

j) Las causas que no se perciben directamente o seperciben con dificultad resultan difciles de concebir y amenudo no se tienen en cuenta en el anlisis de las

situaciones abiertas.k) Ante fenmenos desconocidos, se aplican modeloscorrespondientes a fenmenos conocidos con los queexista algn tipo de semejanza (en muchas ocasionesesta semejanza tiene que ver con factores irrelevantesdel fenmeno, pero fcilmente perceptibles).

l) Se atribuyen propiedades anmicas a objetos o seresque no pueden tenerlas. Esta percepcin, tan propia delos nios, se puede observar incluso en adultos.

m) Cuando en un fenmeno complejo varias causasactan de forma interactiva, se tiende a concebir suefecto de manera aditiva.

n) Existen excepciones a todo tipo de reglas, inclusocuando las reglas son generales y sirven para todas lassituaciones que pertenecen a una misma clase y losalumnos reconocen que ello es as. Esta pauta de razona-miento se puede asociar al dicho comn no hay regla sinexcepcin (Otero y Campanario, 1990).

o) Una acumulacin de pequeas explicaciones no total-mente satisfactorias constituye una explicacin globalaceptable (Reif y Larkin, 1991).

Los ejemplos reiterados de aplicacin de los esquemas yheursticos anteriores son de sobra conocidos por elprofesor de ciencias. As, por ejemplo, los alumnos noprestan atencin a las fuerzas de rozamiento porque nose perciben fcilmente y, cuando se presta atencin aellas, su estatus no es el mismo que el de las otras fuerzasms visibles; el reposo no necesita explicacin, es el

estado natural de un cuerpo; es difcil concebir que uncambio en un punto de un circuito elctrico afecte azonas alejadas del mismo; dado que el mundo macrosc-pico es continuo, el microscpico debe serlo tambin;etc.

El origen de las pautas espontneas de razonamientoestara en un largo proceso de evolucin biolgica ycultural. El ser humano debe tener la capacidad deresponder de manera rpida y eficaz a las situacionescambiantes de su entorno. Que duda cabe que un anlisissistemtico de todos los factores que inciden en unfenmeno determinado requerira un tiempo excesivo derazonamiento (Pozo y Carretero, 1987). Factores perso-nales hacen que los adultos sean extraordinariamente

selectivos cuando procesan la informacin que recibende su entorno hasta el punto de que sesgan activamentedicha informacin y, con frecuencia, ignoran datos quepara otros observadores son evidentes (Mele, 1996).Adems, otros factores derivados del aprendizaje (p.e.,determinadas causas suelen aparecer siempre asociadasa determinados efectos) hacen innecesario el anlisissistemtico de las situaciones. En el contexto cotidiano,los heursticos del tipo de los que se han descrito msarriba resultan mucho ms eficaces que tales anlisissistemticos. La aplicacin generalizada de este tipo deesquemas conceptuales estara en el origen de muchasideas previas de los alumnos de ciencias.

El uso en el mbito de las ciencias de heursticos impor-tados directamente del contexto cotidiano y el abuso dela metodologa de la superficialidad pueden constituirun elemento adicional de dificultad en el aprendizaje ycomprensin de la ciencia. De ah que algunos autoresaboguen por el cambio metodolgico asociado necesa-riamente al cambio conceptual (Gil, 1987; Gil,Martnez-Torregrosa y Senent, 1988; Segura, 1991).Dichos autores sostienen que el cambio metodolg i-co tendr lugar si se expone a los sujetos a situacionesrepetidas en las que tengan que emitir hiptesis con-sistentes con sus conocimientos previos y expectati-vas, disear experimentos, realizarlos y analizar losresultados, discutir situaciones abiertas y evaluaralternativas.

LAS CONCEPCIONES EPISTEMOLGICASDE LOS ALUMNOS

Los alumnos tienen sus propias ideas sobre la cienciay el conocimiento cientfico

Los alumnos de ciencias no slo tienen ideas previassobre los contenidos cientficos; los resultados de otra de


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las lneas de investigacin en aprendizaje de las cienciashan puesto de manifiesto que los alumnos mantienenconcepciones y creencias propias sobre la naturaleza dela ciencia y del conocimiento cientfico y, adems, sobresus propios procesos y productos del aprendizaje, estoes, los alumnos tienen sus propias concepciones episte-molgicas (Ryan y Aikenhead, 1992; Gaskell, 1992;

Wolff-Michael, 1994). Incluso alumnos que han seguidocursos de ciencias de nivel universitario, profesores enformacin o en desempeo (Gustafson y Rowell, 1995;Praia y Cachapuz, 1994; Porln, 1994; Linder, 1992) opersonas que han alcanzado un alto grado de especiali-zacin en reas determinadas de la ciencia pueden man-tener concepciones epistemolgicas inadecuadas sobrela ciencia y el conocimiento cientfico (Larochelle yDsautels, 1991). En contraste con los numerosos traba-jos existentes sobre ideas previas, e l nmero de investi-gaciones sobre las concepciones epistemolgicas de losalumnos y su influencia en el aprendizaje de las cienciases considerablemente menor. Segn Hammer, ello refle-ja la orientacin tradicional de la enseanza de lasciencias centrada fundamentalmente en los contenidos

(Hammer, 1994).De los estudios realizados en diversos contextos parecendesprenderse unas conclusiones comunes sobre las con-cepciones de los alumnos acerca de la naturaleza delconocimiento cientfico. Aunque la relacin que sigueno pretende ser exhaustiva, es interesante repasar algu-nas de las creencias epistemolgicas sobre la ciencia y elconocimiento cientfico que poseen los alumnos. As,por ejemplo, los alumnos tienden a considerar que elconocimiento cientfico est fundamentado principal-mente en el estudio objetivo de determinados hechos(Roth y Roychoudhury, 1994). Segn esta creencia, elpapel de la observacin en la produccin del conoci-miento cientfico sera fundamental. Este conocimientose acercara cada vez ms con el paso del tiempo a laverdad absoluta (Roth y Roychoudhury, 1994) y searticula en torno a leyes que existen independientementede que los cientficos las descubran o no (Hammer,1994). Pocos alumnos se refieren a reformulacionesglobales del conocimiento cientfico como una de lascaractersticas de la ciencia. En algunas disciplinas,como la fsica, el aparato matemtico reforzara el carc-ter verdadero del conocimiento. Los cientficos resolve-ran los problemas fundamentalmente mediante la apli-cacin de frmulas por procedimientos puramentesimblicos (Hammer, 1994). Por otra parte, el conoci-miento cientfico, en general, y el relativo a la fsica, enparticular, se conciben a veces como una construccinde frmulas y smbolos que se refieren a los conceptosque los articulan (Hammer, 1994). En general, la fsica

se concibe como un conjunto de elementos separados sinque se espere una coherencia global ni se necesite. Dehecho, la mayora de los alumnos piensa que la fsicaestara orientada hacia resultados especficos, ms quehacia principios generales (diSessa, 1993).

En lo que se refiere al trabajo experimental, es comnentre los alumnos una visin ritualista del mismo en vezde considerarlo una actividad racional relacionada di-rectamente con la produccin del conocimiento

(Larochelle y Dsautels, 1991). La relacin entre laformulacin de hiptesis y el diseo de experimentoses dbil en general. Por ltimo, a veces, la relacinentre el pensamiento cientfico y la realidad cotidianaes escasa (Touger, Dufresne, Gerace, Hardiman yMestre, 1995).

Los alumnos pueden mantener tambin en menor medi-da concepciones epistemolgicas ms prximas a lascomnmente aceptadas en la actualidad por los filsofosy epistemlogos de la ciencia (Meichtry, 1993). As, aveces, se admite la influencia social en el conocimientocientfico o se destaca el carcter comunitario y socialdel conocimiento cientfico que, por tanto, estara sujetoa posibles modificaciones que no se deberan totalmentea factores internos de la propia ciencia. Algunos alum-nos reconocen la necesidad de que exista coherenciaentre las diversas partes que componen una disciplinadeterminada (Hammer, 1994, 1995) o reconocen que, enla experiencia cotidiana, existen muchos aspectos rela-cionados directamente con el conocimiento cientfico(Roth y Roychoudhury, 1994). Por ltimo, puede encon-

trarse entre los alumnos la creencia de que la cienciaparte de algunas presuposiciones de una manera similaral arte o a la religin. Al igual que sucede con las ideasprevias, las concepciones epistemolgicas de los alum-nos a menudo contienen puntos de vista inconsistentesentre s, sin que los alumnos sean conscientes de ello.Dependiendo del aspecto del conocimiento cientficoque se trate de explicar, los sujetos recurren a uno u otropunto de vista (Porln, 1994; Hammer, 1995; Pozo,Sanz, Gmez y Limn, 1991).

Las concepciones epistemolgicas de los alumnos sobreel conocimiento cientfico y sobre sus procesos y pro-ductos cognitivos evolucionan a medida que avanzan enel sistema educativo. Esta evolucin es el resultado de laforma en que toman contacto con el conocimiento cien-tfico y en cmo dicho conocimiento es presentado yutilizado. Segn Hodson, las experiencias escolares queinfluyen en las concepciones de los alumnos son de dostipos: las planificadas explcitamente y las que no lo son(Hodson, 1994). Los libros de texto con frecuenciapresentan mensajes explcitos sobre la naturaleza de laciencia y otras veces los profesores ponen nfasis endeterminados aspectos de la ciencia (p.e., se suele pres-tar ms atencin a los aspectos metodolgicos durantelas prcticas de laboratorio). Sin embargo, lo ms fre-cuente es que los mensajes sobre la naturaleza de laciencia se transmitan de manera implcita a travs dellenguaje, las actividades de instruccin, el material bi-bliogrfico, etc.

Diversos trabajos han puesto de manifiesto la relacinque existe entre las concepciones epistemolgicas quemantienen los profesores de ciencias y las que desarro-llan los alumnos (Rampal, 1992; Gil, 1994; Gustafson yRowell, 1995; Gil, Pessoa, Fortuny y Azcrate, 1994).De acuerdo con esta lnea de razonamiento, una posiblecausa del origen de las concepciones epistemolgicasque mantienen los alumnos sobre la ciencia y el conoci-miento cientfico sera la influencia explcita o implcitadel profesor, en la organizacin y desarrollo de las


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clases, en los mtodos de enseanza o en las pautas detrabajo y transmisin del conocimiento cientfico en lasclases tericas, en la resolucin de problemas y en eltrabajo de laboratorio (Linder, 1992; Meichtry, 1993).Dado que con frecuencia el conocimiento cientfico sepresenta a los alumnos como un conjunto completo dehechos probados y verdades absolutas, no resulta sor-

prendente que stos tengan dificultades en analizar ysometer a crtica los contenidos cientficos. Adems,algunos libros de texto enfatizan determinados aspectosparciales de las ciencias. As, en un ejemplo citado porHammer (1994, p. 1800, un prlogo de un libro de textosugiere al alumno como mtodo de resolucin de proble-mas que resulten especialmente difciles probar con lasformulas a utilizar, empezando por aqullas que sonvlidas bajo las condiciones fsicas del problema. Unalumno puede encontrar aqu un refuerzo a puntos devista que conciben la ciencia como un conjuntode ecuaciones.

Es interesante comprobar como, al igual que hay uncierto paralelismo entre algunas ideas previas de los

alumnos y determinadas teoras pasadas en la historia dela ciencia, existe un evidente paralelismo entre algunasde las concepciones de los alumnos sobre la ciencia y lanaturaleza del conocimiento cientfico y ciertas concep-ciones que tuvieron cierta influencia, en el pasado, enfilosofa de la ciencia e incluso orientaron el desarrollodel currculo de ciencias durante los aos sesenta ysetenta (Cleminson, 1990; Gustafson y Rowell, 1995).Asimismo, se ha podido comprobar que no es fcilconseguir que los alumnos desarrollen concepcionesepistemolgicas ms adecuadas sobre la ciencia y elconocimiento cientfico. Incluso programas cuidadosa-mente diseados para tener en cuenta estos aspectosconsiguen un xito limitado, lo cual plantea problemasadicionales a la enseanza de las ciencias (Gaskell,1992).

Las concepciones de los alumnos sobre el aprendizajede las ciencias suelen ser inadecuadas

Los investigadores en didctica de las ciencias haninvestigado tambin el modo en que los alumnos enfo-can las tareas de aprendizaje (Berry y Sahlberg, 1996).No obstante, como seala Hammer (1994), en general nose ha buscado un marco general que sirva para encuadrary clasificar las concepciones epistemolgicas de losalumnos. Preguntas bsicas como cul consideran losalumnos que es la forma adecuada de analizar y aprenderdiversos tipos de contenidos, o cmo creen los alumnosque se debe relacionar el trabajo de laboratorio con las

clases tericas, o cul es el papel de la formulacin deproblemas en el aprendizaje de las ciencias, han perma-necido durante mucho tiempo sin una respuesta claradebido, fundamentalmente, a problemas de enfoque y aproblemas metodolgicos. As, por ejemplo, en muchosestudios basados en un nmero considerable de sujetosno se ha logrado diferenciar los detalles de las concep-ciones individuales de los alumnos dando como resulta-do que muchos sujetos mantienen concepciones episte-molgicas confusas sobre el aprendizaje de la ciencia.

Sin embargo, en los ltimos aos se ha producido uncierto avance en nuestro conocimiento sobre las concep-ciones de los alumnos acerca del aprendizaje en general,el aprendizaje de las ciencias y la relacin entre apren-dizaje de la ciencia y la estructura del conocimientocientfico. El trabajo de investigacin se ha llevado acabo desde dos perspectivas: psicomtrica y fenomeno-

grfica (Hegarty-Hazel, 1991). Los investigadores quesiguen el primer enfoque utilizan cuestionarios y anli-sis multidimensionales, mientras que los investigadoresque siguen la segunda orientacin prefieren las entrevis-tas clnicas y los anlisis cualitativos.

Algunas de las concepciones de los alumnos sobre elaprendizaje pueden resultar familiares a los profesoresde ciencias. En general, los alumnos tienden a concebirel aprendizaje como un proceso pasivo ms que como unproceso de construccin del conocimiento. Muchos alumnospiensan que aprender ciencias es aprender, fundamen-talmente, frmulas que permiten resolver ejercicios(Hammer, 1995) o aprender hechos y fenmenos que loscientficos han ido descubriendo a lo largo del tiempo

(Hammer, 1994). Esta idea sobre el aprendizaje de laciencia es consistente con la concepcin de la cienciacomo un conjunto de hechos o frmulas. Otras concep-ciones epistemolgicas sobre el aprendizaje de la fsicamantienen que esta disciplina consta de un componenteconceptual y otro matemtico, que se transmiten me-diante los libros de texto, y de un componente experi-mental, que se adquiere mediante la experiencia delaboratorio. A menudo se considera que el trabajo delaboratorio debera cubrir los huecos que dejan pendien-te las clases tericas y los libros de texto. Adems, segnmuchos alumnos, la actividad prctica por s mismatiene efectos beneficiosos en el aprendizaje (Spector yGibson, 1991). Curiosamente los alumnos utilizan met-foras comunes cuando se refieren a sus concepcionessobre el conocimiento y el aprendizaje. As, por ejem-plo, los alumnos se refieren a menudo al contenido deuna disciplina como una especie de territorio con susfronteras que se pueden ampliar. El aprendizaje de laasignatura consiste en conquistar este territorio (Roth yRoychoudhury, 1994). Otras metforas identificadaspor Roth y Roychoudhury describen el proceso de apren-dizaje como un proceso de transferencia de conocimien-to, la mente como un msculo que debe ser ejercitado afin de que adquiera la destreza necesaria para facilitar elaprendizaje o el cerebro como un almacn de conoci-mientos que se adquieren en el proceso de aprendizaje.Precisamente una de las concepciones ms ingenuas quemantienen los alumnos sobre el aprendizaje es conside-rar el cerebro como una especie de estantera en la que secolocan paquetes de conocimiento (Duit, 1991).

Por otra parte, los criterios de comprensin que utilizanlos alumnos han sido tambin objeto de atencin. As,por ejemplo, Ryan encontr dos amplias categoras me-diante las que poda clasificar las concepciones genera-les sobre el conocimiento y el aprendizaje. Una parte delos sujetos que estudi tenda a concebir el conocimientocomo un conjunto de hechos discontinuos y a evaluar sugrado de comprensin mediante indicadores, tales comola cantidad de informacin que podan recordar. Ade-


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ms, los sujetos pertenecientes a la otra categora conce-ban el conocimiento como una especie de marco queserva para interpretar hechos relacionados que forma-ban un todo integrado. En los criterios de comprensin,estos sujetos valoraban especialmente el nmero derelaciones de coherencia que se podan establecer entrediferentes partes de un contenido. Ryan llam a los

sujetos de los grupos anteriores dualistas y relativistas.Los estudiantes dualistas tienden a aplicar criterios epis-temolgicos basados en el conocimiento, mientras quelos relativistas tienden a aplicar criterios basados en lacomprensin (Ryan, 1984).

Al igual que sucede con las concepciones epistemo-lgicas sobre la naturaleza de la ciencia y el conoci-miento cientfico, no todo es negativo. Algunos delos puntos de vista de los alumnos sobre el aprendiza-je son sensiblemente parecidos a las posturas comn-mente aceptadas hoy da en didctica de las ciencias.As, por ejemplo, existen alumnos que opinan que elconocimiento y los significados comunes se puedennegociar con el profesor. En este proceso colectivo,

reconocen que el trabajo en grupo tiene ventajas aprecia-bles en cuanto al aprendizaje y que cada miembro delgrupo no slo asume su propia responsabilidad en elaprendizaje, sino que puede servir de gua y crtica deltrabajo de los dems (Roth y Roychoudhury, 1994;Spector y Gibson, 1991; Zimmerman, 1990). Existenalumnos que reconocen el conflicto que existe a vecesentre utilizar criterios epistemolgicos que intenten con-seguir la mxima generalidad o la mxima coherencia.Un alumno puede aplicar criterios de comprensin queenfaticen la coherencia interna o la generalidad delconocimiento. Enfrentado a la tarea de reconocer elconflicto entre dos concepciones inconsistentes, un alumnopuede elegir entre admitir las dos versiones como co-rrectas cada una dentro de su propio dominio o rechazaruna de las dos concepciones (Ryan, 1984).

Muchos profesores mantienen concepciones sobre elaprendizaje que, en cierta medida, son semejantes a lasque se han descrito ms arriba. Porln (1994), por ejem-plo, encontr que los alumnos de magisterio mantienenconcepciones inadecuadas sobre el aprendizaje y laenseanza. Adems, no siempre es fcil conseguir quecambien estos puntos de vista (Gustafson y Rowell,1995). Es muy posible que los profesores transmitanimplcita o explcitamente sus concepciones sobre elaprendizaje a sus alumnos. Existe alguna evidencia indi-recta de ello dado que, como demuestran algunas inves-tigaciones, existen diferencias sensibles en los puntos devista sobre el aprendizaje que mantienen alumnos perte-necientes a sistemas educativos diferentes (Purdie,

Hattie y Douglas, 1996).

La universidad, por su efecto multiplicador, debe asumiruna cuota significativa de responsabilidad en la difusiny mantenimiento de estas concepciones inadecuadasfuertemente arraigadas sobre el aprendizaje. La ense-anza tradicional, basada en la toma rutinaria de apuntesy en la recepcin pasiva de los conocimientos que tantoabunda en la mayora de las aulas universitarias tienecomo una consecuencia indeseable la transmisin a los

alumnos de toda una ideologa implcita sobre el cono-cimiento cientfico y el aprendizaje. Estos alumnos, quesern profesores en el futuro, reproducen los mtodosdocentes a los que han sido sometidos. As, por ejemplo,no resulta raro que los alumnos no consideren seriasactividades distintas de la toma de apuntes, tales como ladiscusin abierta en el aula (Duit, 1991) o las actividades

de resolucin de problemas como investigacin, que sealejan significativamente de los ejercicios tradicionalescon nmeros (Gil, Carrascosa, Furi y Martnez-Torregrosa, 1991).

Las concepciones epistemolgicas de los alumnostienen una influencia decisiva en sus estrategias deaprendizaje

De la misma manera que las ideas previas de los alumnosson un obstculo en el aprendizaje de las ciencias, susconcepciones epistemolgicas tambin influyen en losresultados del aprendizaje (diSessa, 1993; Songer yLinn, 1991; Ertmer y Newby, 1996; Zimmerman, 1990)

y constituyen un factor adicional que interfiere en elaprendizaje. Algunos autores consideran que las conse-cuencias de las concepciones epistemolgicas de losalumnos en el aprendizaje son incluso mayores que lasque tienen las caractersticas motivacionales de los mis-mos (Roth y Roychoudhury, 1994).

En el caso de la fsica, Hammer ha elaborado unmarco general que permite integrar las concepcionesepistemolgicas de los alumnos en su doble vertien-te: concepciones sobre la fsica y el conocimientofsico y concepciones sobre el aprendizaje de la dis-ciplina (Hammer, 1995). Este marco general constade tres dimensiones bsicas que se refieren a lasconcepciones sobre la estructura del conocimientocientfico (organizado en piezas sueltas o de unamanera coherente), las concepciones sobre el conte-nido fsico (frmulas frente a conceptos) y las con-cepciones sobre el aprendizaje de la fsica (comoproceso independiente de construccin o como unproceso de recepcin). Segn Hammer, las concep-ciones epistemolgicas de los alumnos se puedenclasificar segn las dimensiones bsicas anteriores.

El estudio de las concepciones epistemolgicas quemantienen los alumnos sobre la ciencia, el conocimientocientfico y el aprendizaje de la ciencia permite identifi-car factores adicionales que influyen en el trabajo delprofesor y a los que habitualmente no se presta la debidaatencin. La mayor parte de los trabajos sobre el apren-dizaje de la ciencia tiene que ver con dificultades con-

ceptuales o procedimentales. Sin embargo, no es desca-bellado pensar que los intentos por eliminar las ideasprevias de los alumnos pueden resultar baldos si no setienen en cuenta sus concepciones epistemolgicas. As,por ejemplo, si un alumno piensa que la ciencia secompone de piezas o dominios aislados sin relacinentre s, es difcil que el profesor logre hacerle ver laequivalencia de determinados conceptos (p.e., energa)en diferentes contextos. En muchas ocasiones, parapoder combatir eficazmente las ideas previas de los


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alumnos, el profesor debera vencer, adems, la resisten-cia al cambio que ofrecen los puntos de vista inadecua-dos del alumno sobre la estructura de la ciencia y elconocimiento cientfico.

Dado que el trabajo de investigacin realizado hasta elmomento en este terreno no alcanza la masa crtica

necesaria para la generalizacin y teniendo en cuentaque la mayora de las investigaciones tiene un carc-ter eminentemente descriptivo, Hammer (1994, p.179) aconseja que no se saquen consecuencias msall de lo razonable. Sin perjuicio de las obviasprecauciones anteriores, algunas propuestas en laliteratura educativa sugieren que una posible va deataque a los problemas anteriores consiste precisa-mente en que los alumnos tomen conciencia de quesus concepciones epistemolgicas son con frecuen-cia errneas y dificultan su aprendizaje (Novak yGowin, 1988; Gaskell, 1992). Ello implica situar lascreencias epistemolgicas de los alumnos en el focode los objetivos educativos aunque ello signifiquecubrir una cantidad menor de los contenidos propios

de la materia que se ensea. El ensear a los alumnosa aprender sera, adems de un objetivo relevante ens mismo, un poderoso medio para conseguir alcanzarlos dems objetivos educativos. En este empeo, lascapacidades de autorregulacin de los alumnos y lametacognicin desempean un papel fundamental.

LAS ESTRATEGIAS METACOGNITIVASDE LOS ALUMNOS

La metacognicin como un problema en el aprendizajede las ciencias

Las evidencias de que incluso los enfoques de enseanzabasados en el cambio conceptual tambin presentanproblemas ha provocado que en los ltimos aos losinvestigadores en didctica de las ciencias hayan empe-zado a considerar un aspecto al que no se haba prestadodemasiada atencin anteriormente. Este aspecto se re-fiere a la metacognicin como una de las capacidadesbsicas y uno de los componentes de cualquier aprendi-zaje.

Cuando hablamos de metacognicin (Flavell, 1976,p. 232) nos referimos a :

a) conocimiento sobre los propios procesos y productoscognitivos;

b) conocimiento sobre propiedades de la informacin,datos relevantes para el aprendizaje o cualquier cosarelacionada con los procesos y productos cognitivos.

Cabe hablar de metacognicin, por ejemplo, cuando nosreferimos al conocimiento que tiene el que aprendesobre problemas y dificultades para asimilar un determi-nado contenido, sobre los procedimientos cognitivosadecuados para desarrollar una tarea, sobre la aplicacin

de recursos de comprensin, estrategias de procesa-miento, etc. La dimensin activa de la metacognicin semanifestara, pues, en el uso deestrategias como las quese acaban de enumerar. Otros ejemplos vlidos de estra-tegias metacognitivas seran la identificacin de lasdificultades durante el aprendizaje y su formulacincomo un problema, la autoevaluacin del grado actual de

comprensin de un texto, el autocuestionamiento paracomprobar en que medida se domina un tema concreto,la evaluacin de las probables dificultades al responderlas preguntas de un examen, etc.

Algunos autores sealan acertadamente que no siempreresulta fcil distinguir entre estrategias cognitivas yestrategias metacognitivas (Swanson, 1990). Muchasestrategias que se han considerado tradicionalmentecomo estrategias cognitivas son tiles tambin porqueproporcionan los medios necesarios para controlar elxito de los esfuerzos del que aprende (Baker, 1991). Porejemplo, los intentos para relacionar la informacin quese est aprendiendo con informacin ya conocida sepueden considerar como una de las destrezas cognitivas

de aprendizaje ms importantes. Sin embargo, en lamedida en que esta estrategia puede ayudar a detectardificultades de comprensin, puede considerarse comouna estrategia metacognitiva.

Segn Baker (1985a, 1991), la metacognicin implicados componentes bsicos: conocimiento sobre las capa-cidades cognitivas y regulacin de estas capacidadescognitivas. Paris, Lipson y Wixson (1983) incluso su-gieren que existe una dimensin metacognitiva en todaslas estrategias. Segn estos autores, existen tres tipos deconocimientos sobre estrategias:

a) conocimiento declarativo: conocer qu;

b) conocimiento procedimental: conocer cmo;

c) conocimiento condicional: conocer cundo.

Un sujeto que slo posea un conocimiento declarativo oprocedimental acerca de una estrategia no es capaz deajustar su conducta a las demandas cambiantes de unatarea determinada. Las destrezas metacognitivas sonaplicables, en general, a cualquier dominio en el que serequieran procesos cognitivos tales como comunicacinoral, comunicacin escrita, aprendizaje a partir de textosy resolucin de problemas. Adems, diversos autoressealan que la metacognicin es uno de los componentesclave del aprendizaje autorregulado (Babbs y Moe, 1983;Costa, 1986; Novak y Gowin, 1988; Lpez, 1980; Spring,1985; Zimmerman, 1990; Zimmerman y Martnez-Pons,

1990).

Un ejemplo ilustrativo de la falta previa de atencin a lametacognicin como fuente de dificultades en el apren-dizaje de las ciencias es un artculo de Kempa (1991) enel que este autor revisa las dificultades de aprendizajeque pueden encontrar los alumnos en el rea de cienciasy propone diversas soluciones. En ningn momento secitan en dicho artculo las dificultades derivadas de lafalta de destrezas metacognitivas. Resulta significativo,


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por otra parte, el hecho de que la mayor parte de lostrabajos de investigacin en esta rea hayan sido publi-cados por autores con afiliaciones ajenas a la enseanzade las ciencias (Baker, 1991), si bien esta situacinafortunadamente est empezando a cambiar.

Ahora bien, algunos trabajos recientes ilustran el papel

de las estrategias metacognitivas en el aprendizaje. As,por ejemplo, si en un examen se permite a los alumnoselegir entre dos problemas A y B y se constata que,tomando como base el nmero de alumnos que eligecada uno de los problemas, el problema A es resueltocorrectamente por un porcentaje mayor de alumnos queel problema B, la interpretacin usual es que el problemaA resulta ms fcil que el B. Segn esta explicacin, lasdificultades de los alumnos que eligieron el problema Bson de tipo cognitivo: en general, estos alumnos notendran las capacidades o conocimientos necesariospara resolver dicho problema. Sin embargo bien pudierasuceder que los alumnos que eligieron el problema Bnose dieran cuenta de que este problema iba a resultarlesms difcil (ello sin perjuicio de que, adems, no fuesen

capaces de resolver dicho problema). Esta interpreta-cin se puede contrastar disponiendo de los adecuadoscontroles (Wainer y Thissen, 1994). Podemos suponerque las dificultades de los alumnos que eligieron elproblema B seran metacognitivas adems de, probable-mente, cognitivas. La interpretacin anterior estara res-paldada por estudios que demuestran que existe unacorrelacin negativa entre las calificaciones acadmicasde los alumnos y la estimacin que realizan los propiosalumnos sobre sus calificaciones (Vadhan y Stander,1994). As, en determinadas ocasiones, puede resultartanto o ms decisivo saber que no se sabe que sabero nosaber. De manera similar, se ha sugerido por algunosautores que las diferencias entre expertos y novatos en laresolucin de problemas que se interpretan habitual-mente en trminos cognitivos (diferencias individualesen los conocimientos relevantes en forma de esquemas yestrategias) tendran adems un componente metacogni-tivo (Swanson, 1990). Cualquier profesor puede atesti-guar que en ocasiones los alumnos creen honradamenteque saben resolver un ejercicio cuando en realidad no esas. En este caso, la dificultad es a la vez cognitiva ymetacognitiva (no saber que no se sabe). Qu dudas sepueden contestar o resolver a alguien que cree que notiene dudas?

Los investigadores que han trabajado en este terreno hanconstatado cmo, con frecuencia, los alumnos de ense-anza secundaria no aplican estrategias metacognitivaso las aplican defectuosamente. As, por ejemplo, losalumnos tienden a sobrevalorar su capacidad para com-

pletar tareas y, a menudo, calibran defectuosamente sucomprensin (Glenberg y Epstein, 1985; Vadhan yStander, 1994; Carrascosa y Gil, 1985; Campanario,1995b). Pongamos un ejemplo, los estudios sobre utili-zacin de destrezas metacognitivas durante el aprendi-zaje a partir de textos han demostrado que los alumnosde enseanza media e incluso de universidad con fre-cuencia no detectan inconsistencias explcitas cuandoestudian textos cortos de contenido cientfico (Otero yCampanario, 1990; Baker, 1985b; Campanario, 1995a;

Campanario et al., 1994) o tienen grandes dificultadespara evaluar el grado de correccin y aceptabilidad delas explicaciones a fenmenos cientficos (Touger,Dufresne, Gerace, Hardiman y Mestre, 1995). A veceslos sujetos inventan explicaciones inaceptables (en al-guna ocasin desde el punto de vista cientfico) parapoder salvar los problemas de coherencia interna que

encuentran en las argumentaciones cientficas o, aunreconociendo que tales problemas de coherencia afectana la calidad de la explicacin, deciden que han entendidoperfectamente dicha explicacin (Otero y Campanario,1990; Campanario, 1995a; Baker, 1985b, 1991). Porotra parte, el uso de las destrezas metacognitivas puedeverse afectado por factores como el contenido de la tareao el contexto en el que se lleva a cabo (Garca-Arista,Campanario y Otero, 1996).

Las destrezas metacognitivas son especialmente rele-vantes en el aprendizaje de las ciencias. Como se indicaanteriormente, muchas veces los procesos cogni tivos decomprensin basados en el empleo del conocimientoprevio pueden verse dificultados por la interferencia de

las concepciones errneas del que aprende o por lacarencia de esquemas pertinentes para interpretar y aco-modar la nueva informacin (Otero, 1990). En estoscasos es importante que el que aprende disponga de unrepertorio de estrategias adecuadas de control de lacomprensin que le permitan detectar fallos en su estadoactual de comprensin. Una estrategia bsica de apren-dizaje es formular las dificultades como problemas (Oteroy Campanario, 1990), como primer paso para poderformular una pregunta o reconocer una duda, algo quemuchos profesores dan por supuesto que los alumnossabrn hacer y que no siempre es as. Adems, comoindica Baker (1991), si los alumnos no son conscientesde que mantienen concepciones errneas sobre los con-tenidos cientficos, es difcil que tomen alguna posturapara clarificar su comprensin. Por el contrario, como unejemplo de la incidencia de la metacognicin en elaprendizaje, parece ser que, cuando los alumnos sonconscientes del papel de las analogas en el cambioconceptual, alcanzan un mayor grado de aprendizaje(Mason, 1994).

Existe una dimensin adicional de la metacognicin enel aprendizaje de las ciencias. El metaconocimiento, oconocimiento acerca de la naturaleza de la ciencia y delconocimiento cientfico, en interaccin con el conoci-miento sobre el propio conocimiento y capacidadescognitivas puede influir decisivamente en la actuacinen ciencias. Esta influencia se manifiesta, generalmente,en la eleccin y orientacin de los enfoques en el apren-dizaje y los mtodos de estudio. As, para una actuacin

efectiva en el rea de ciencias experimentales, tan im-portante resulta disponer de los conocimientos necesa-rios sobre procedimientos y contenidos como de losconocimientos sobre los objetivos de la ciencias y lasformas de pensamiento y explicacin aceptables en estedominio, algo que no siempre se cumple (Reif y Larkin,1991). Por ejemplo, un primer paso para que los alumnoscomiencen a relacionar explcitamente partes de unadisciplina cientfica es que conciban dicha disciplinacomo un todo, ms que como una yuxtaposicin de


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elementos sueltos y para ello es necesario que tomenconciencia de que sus concepciones epistemolgicassobre la naturaleza de dicha disciplina no son adecuadas,como se indica anteriormente.

La metacognicin como parte de la solucin a los

problemas del aprendizaje de las cienciasAlgunos autores comienzan a proponer que la enseanzade la metacognicin debera ser uno de los objetivosbsicos de la educacin (Baker, 1991; Otero, 1990;Gunstone y Northfield, 1994; Novak y Gowin, 1988).El aprender a aprendersera tanto un medio de mejorarel propio aprendizaje como un objetivo valioso en smismo. Se tratara con ello de conseguir que los alumnostomasen una mayor responsabilidad en su propioaprendizaje.

Para un fundamento terico adecuado en este empeo senecesitara ligar la metacognicin con el aprendizaje delas ciencias. Pues bien, Linda Baker y otros autores han

analizado las relaciones que existen entre algunas des-trezas metacognitivas y estrategias propias del trabajocientfico (Baker, 1991; Carin y Sand, 1985; Carter ySimpson, 1978; Esler y Esler, 1985; Resnick, 1983;Campanario, Cuerva, Moya y Otero, 1998). Cuando losalumnos aplican las capacidades de comparar, organizarcoherentemente la informacin, predecir o formular hi-ptesis e inferencias y obtener conclusiones, estn apli-cando estrategias cientficas, pero adems estn aplican-do estrategias cognitivas y metacognitivas que tambinson tiles en el procesamiento de la informacin (Eslery Esler, 1985; Carter y Simpson, 1978). La relacin entremetacognicin y aprendizaje de las ciencias se hace asms clara.

La inclusin de la metacognicin entre los objetivos ymedios del aprendizaje plantea nuevos problemas alprofesor. Por una parte existen problemas de orientacinglobal de las asignaturas (qu espacio debe ocupar lametacognicin en una asignatura de ciencias?), metodo-lgicos (cmo fomentar el uso de estrategias metacog-nitivas por sus alumnos?) y, sobre todo, de evaluacin(cmo tener en cuenta las estrategias metacognitivas enlas pruebas de evaluacin? (Campanario, 1998a). Losinterrogantes anteriores distan mucho de estar resueltos.En realidad hace muy poco tiempo que se ha comenzadoa investigar en profundidad sobre estos temas. En otrostrabajos hemos analizado algunas propuestas tentativaspara desarrollar el uso de estrategias metacognitivasgenerales o especficas por parte de los alumnos (Cam-panario, 1998b, 1998d). Incluso recursos tradicionales,

como la historia de la ciencia, pueden utilizarse con unaorientacin metacognitiva (Campanario, 1997, 1998c),si bien la efectividad est por demostrar.

Desafortunadamente, los resultados de algunos trabajosindican que el papel de la metacognicin en el aprendi-zaje de las ciencias tiene un reflejo escaso en las califi-caciones acadmicas. As, por ejemplo, la relacin entreel rendimiento acadmico y el uso de determinadasestrategias metacognitivas es modesta y tiende a dismi-

nuir a medida que se avanza en el sistema educativo(Otero, Campanario y Hopkins, 1992; Campanario et al.,1994, 1998). Es evidente que an queda mucho quehacer en este terreno que abre un nuevo campo a laexperimentacin y a la actuacin del profesor en el aula.

CONCLUSIONES Y NUEVAS PERSPECTIVAS

Para algunos profesores, la enumeracin de los factoresanteriores puede despertar una cierta sensacin de ali-vio, dado que, en cierta medida, hacen recaer parte de laculpa del fracaso en el aprendizaje de las ciencias enlos propios alumnos. Sin embargo, no cabe duda de questa es una visin superficial: el enfermo no tiene laculpa de los males que padece. Valindonos de estesmil podramos afirmar que, muy al contrario, unaidentificacin ms fiable y un diagnstico ms certero delos sntomas del enfermo/alumno debera servir paraayudar a encontrar la terapia/estrategia adecuada a fin deresolver el problema de enfermedad/ignorancia en cada

caso, ms que para justificar un previsible fracaso mdi-co/docente que, por otra parte, a veces es casi inevitabledado el estado de conocimientos de la medicina/didcti-ca y de los propios mdicos/profesores.

Fruto del movimiento general de reforma de la ensean-za y de la amplia difusin que han recibido en las revistasde didctica de las ciencias, muchos profesores de cien-cias son hoy da conscientes de la existencia de las ideasprevias de los alumnos como fuente de dificultad y sabenpor experiencia propia que las estrategias de actuacinde los alumnos en tareas cientficas suelen ser pocorigurosas y muy superficiales. Sin embargo, son menoslos profesores conscientes de la interferencia de lasconcepciones epistemolgicas de los alumnos en el apren-dizaje de las ciencias y, mucho menos, del papel de lasestrategias metacognitivas. Parece claro que se requiereun esfuerzo adicional de formacin y toma de concienciapor parte de los profesores de ciencias, una necesidadque se reitera desde casi todas las posiciones actuales endidctica de las ciencias.

Aunque los investigadores tienden a diferenciar losdistintos elementos revisados ms arriba, lo cierto es queexiste una cierta interaccin entre ellos. As, por ejem-plo, en el origen y persistencia de las ideas previas de losalumnos se encuentra muchas veces el de estrategiasinadecuadas de pensamiento y razonamiento. Asimis-mo, las concepciones epistemolgicas de los alumnossobre el contenido cientfico y el aprendizaje de lasciencias estn relacionadas con su conocimiento acerca

de su propio conocimiento. Los alumnos ignoran confrecuencia (metacognicin) que tienen ideas previasequivocadas sobre los contenidos que estudian o que losprocedimientos de razonamiento que desarrollan en elaprendizaje de las ciencias no son adecuados. Si unalumno cree que el conocimiento cientfico se componede hechos, frmulas y datos, la disposicin y uso de susrecursos cognitivos en una tarea de aprendizaje y com-prensin ser diferente a la disposicin que desarrolle yal uso que haga un alumno con concepciones epistemo-


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lgicas ms adecuadas. Los ejemplos podran multipli-carse.

Una conclusin de inters para los investigadores endidctica de las ciencias es que se debera insistir enplantear nuevos problemas de estudio que avancen ennuevas direcciones distintas a las tradicionales, bien

conocidas por todos. A lo largo del artculo se ha insis-tido en el carcter tentativo y preeliminar de muchos delos resultados obtenidos en los temas que se han aborda-do. La necesidad de investigar y profundizar en ellos esevidente y tan importante como identificar nuevos pro-blemas y temas de investigacin es realizar una investi-gacin que tenga un fundamento terico adecuado. Seinsiste, por tanto, en la necesidad de fundamentar lainvestigacin y la actuacin didctica. No cabe duda deque un mayor conocimiento de la psicologa del queaprende nos ayudar a disear mejores estrategias paraabordar los elementos que se han discutido en estetrabajo. Adems, se hace cada vez ms necesario teneren cuenta las diferencias individuales entre alumnos enlo que se refiere a aspectos como la metacognicin o las

concepciones epistemolgicas. Algunos enfoques do-centes actuales son demasiado globales y no parecendisponer de alternativas explcitas para atender las dife-rencias individuales en las capacidades cognitivas, des-trezas que poseen los alumnos o hbitos de razonamientoque desarrollan.

La situacin actual es especialmente lacerante si se tieneen cuenta que los psiclogos cognitivos y los psiclogoseducativos han elaborado teoras y modelos que podranmuy bien aplicarse como fundamento terico en lascuestiones de investigacin en didctica de las ciencias.Un anlisis de las influencias que siguen los investiga-dores en didctica de las ciencias sin duda revelara que

el uso que hacen del trabajo de los psiclogos es menorde lo que sera aconsejable. Esta situacin es tan parad-jica como la que se producira en medicina si los mdicosignorasen, por ejemplo, los resultados obtenidos por labioqumica. La conclusin ms evidente de todo loanterior es que un fundamento terico basado en lospuntos de vista actuales en psicologa educativa o enpsicologa cognitiva no puede sino reforzar el carctercientfico de los proyectos de investigacin. Creemosque ste es el mejor camino, tal vez el nico camino paramejorar a medio y largo plazo los procesos de enseanzay aprendizaje de las ciencias.

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AGRADECIMIENTOSEste trabajo se realiz en el marco del proyecto PB93-0478financiado por la DGICYT y la accin integrada Hispano-Portuguesa, HP-1997-0008 del Ministerio de Educacin yCiencia. Queremos agradecer los comentarios de un revisorannimo de la revista.


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[Artculo recibido en mayo de 1997 y aceptado en octubre de 1998.]

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