El aprendizaje de conceptos científicos - El origen de las concepciones alternativas

Las concepciones alternativas no son un problema más sino otra manifestación más del mismo problema con dimensiones actitudinales, procedimentales y conceptuales: la desconexión entre el conocimiento que los alumnos generan para dar sentido al mundo que los rodea, un mondo de objetos y personas y el conocimiento científico, plagado de extraños símbolos y conceptos y conceptos abstractos referidos a un mundo más imaginario que real, mientras que el conocimiento conceptual de los alumnos traen al aula y con él sus actitudes y procedimientos, refiere al mundo cotidiano, un mesocosmos trazado por las coordenadas espacio temporales del aquí y ahora, la ciencia que les enseña se mueve más en la realidad virtual de mircorocosmos y del macrocosmos. Sólo una relación entre estos diferentes niveles de analisis de la realidad basada precisamente en su diferenciación, puede ayudar a los alumnos a comprender el significado de los modelos científicos y, desde luego, interesarse por ellos.

De acuerdo con la psicología evolutiva, la necesidad de predecir y controlar, empieza desde la cuna. Algunas hipótesis muy sugestivas especulan que ya desde el nacimiento los bebés tienen ‘teorías’ respecto al funcionamiento de los objetos y las personas. Otras concepciones no sería ya innatas sino culturales... y finalmente, otras días, ganarán espacio a partir de la enseñanza sistemática, dentro de las aulas: el uso más o menos acertado de metáforas acaba con impregnar el pensamiento de los alumnos. De esta forma, diremos que las concepciones de los alumnos tienen tanto un origen sensorial, cultural y escolar.

El origen sensorial (las concepciones espontáneas)

1. Semejanza entre causa y efecto

2. Contigüidad espacial

3. Contigüidad temporal

4. Covaración cualitativa entre causa y efecto

5. Covaración cuantitativa entre causa y efecto

Estas reglas estarían muy vinculadas al funcionamiento del sistema cognitivo humano como procesador de información con recursos limitados y por lo tanto restringe el espacio de búsqueda ante una situación de incertidumbre. Por otra parte, para algunos alumnos no se trata de conocimientos verbales (en tanto no pueden explicar su conocimiento verbalmente) sino tan solo “teorías de actuación”, es decir, nociones procedimentales.

Origen cultural (las representaciones sociales)

El alumno es bombardeado por diversos canales de comunicación que le proporcionan casi sin filtro, conocimientos aparentemente cinéticos que pueden ser, bastante incongruentes entre sí. La escuela debería ayudar a reconstruir el saber cultural, pero a veces, se transforma en una fuente de ideas confusas y concepciones alternativas.

Origen escolar (concepciones analógicas)

Únicamente se refiere a esta fuente para hacer referencia a posibles errores de los alumnos generados aparentemente por la enseñanza escolar.

Sucede que al no presentarse el conocimiento científico como un saber diferente de otras formas de saber, los alumnos tiende a asimilar los conocimientos escolares a otras fuentes de “conocimiento científico” sobre el mundo. Los modelos científicos se mezclan, se difuminan, en aquellos ámbitos del discurso cotidiano, con referentes comunes.

Las concepciones alternativas como teorías implícitas

Estas concepciones alternativas que los alumnos mantienen al enfrentarse a la mayor parte de los conceptos y fenómenos científicos no son algo arbitrario o casual, no son el resultado de un error, una irregularidad o fallo de su sistema cognitivo, sino por el contrario, el producto de un aprendizaje en la mayor parte de los casos informa o implícito que tiene por objeto establecer regularidades en el mundo, hacerlo más previsible y controlable.

Las concepciones alternativas no son algo accidental o coyuntural sino que tienen una naturaleza estructural sistemática, el resultado de una mente o sistema cognitivo que pretende dar un sentido al mundo definido no solo por las relaciones entre los objetos físicos que pueblan e l mundo, sino también por las relaciones sociales y culturales que se establecen en torno a esos objetos. La enseñanza de la ciencia pretende que los alumnos compartan estas otras producciones tan elaboradas que son los modelos y teorías de la ciencia, requiere superar o trascender esas representaciones de primera mano, un tanto superficiales, que nos ofrecen el sentido común y la cultura cotidiana. Para ello es necesario conocer algo más sobre cómo están organizadas esas concepciones alternativas y qué es lo que hay que cambiar en el llamado cambio conceptual.

Tanto en la historia de la ciencia como en su aprendizaje, el cambio no implica tanto sustituir unas ideas por otras, como modificar las relaciones entre esas ideas que son las que determinan su significado. La nueva teoría científica no abandona todas las ideas de las teorías precedentes sino que las reestructura cambiando su sentido en el marco de la teoría.

Las verdaderas concepciones alternativas son producto de una teoría de dominio, constituida por el conjunto de representaciones de diverso tipo activadas por sujetos antes contextos pertenecientes a un dominio dado. Estas teorías de dominio sería menos accesibles tanto para el investigador como para los propios procesos de explicitación del sujeto. Esto no significa que el alumno mantenga explícitamente teoría de domino alguna que le permita expresar dicha regularidad conceptual de acuerdo a lo que inferimos a partir de sus acciones y predicciones. En este sentido, las teorías de dominio requieren un mayor esfuerzo cognitivo y una mayor cantidad de práctica para su explicitación.

En esta línea, el modelo de Karmiloff Smith observa que las teorías de dominio si bien son implícitas en el sentido de no ser accesibles a la conciencia del sujeto, se hallan explícitamente representadas en la memoria. La explicitación sería un proceso continuo que implicaría diversos niveles de redescripción representacional basados en códigos de reciente abstracción o formalización. Un conocimiento puede ser explícito sin ser conciente sin ser verbalizable, pero las formas superiores de explicitación implican la capacidad de redescribir fenómenos o situaciones en términos de lenguajes y códigos con notable nivel de abstracción o descontextualización como los lenguajes de las ciencias. Si bien las teorías de dominio son menos accesibles a la conciencia y más difíciles de explicitar ya que requieren tomar conciencia de distintas representaciones activadas en contextos diferentes son representaciones más estables y persistentes que los modelos mentales.

Las teorías de dominio determinarían la concepciones que activaría cada sujeto en respuesta a las demandas específicas de cada situación con creta, cuyos rasgos esenciales estructurales, vendrían dados por la estructura de sus teorías en ese dominio.

Las teorías implícitas estarían construidas de hecho a partir de un conjunto de reglas o restricciones en el proceso de la información que determinarían no solo la selección de la información procesada sino también las relaciones establecidas entre los elementos de la información. Podríamos decir que estas teorías serían una especie de sistema operativo de funcionamiento cognitivo. Un rasgo importante de las teorías implícitas es que tendrían un carácter más general que las propias teorías de dominio ya que las representaciones activadas por los sujeto sen diversos dominios podrían compartir las mismas restricciones de procesamiento, el mismo sistema operativo. Las teorías implícitas serían aún más estables que las propias teorías de dominio. Distintas teorías de dominio pueden sustentarse en los mismos sujetos implícitos, el carácter continuo y estático de la materia, determinado por la interpretación de esas situaciones en forma de relaciones causales lineales y de una analogía entre el modelo y la realidad que representa. El alumno puede cambiar su teoría de dominio pero manteniendo los mismos supuestos implícitos.