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DIAGNOSIS DE ERRORES CONCEPTUALES

Índice
1. Justificación de la necesidad de innovar
1.1. Exigencias de la sociedad del conocimiento y de la información
1.2. Nuevas habilidades cognitivas y emocionales
1.3. El problema de los errores conceptuales
1.4. Demandas del alumnado para el cambio
1.5. Inquietudes del profesorado.
1.6. Informes anuales del Plan Nacional de Evaluación de la Calidad de las Universidades
2. Errores conceptuales. Revisión teórica
3. Investigación sobre errores conceptuales en enseñanza primaria, secundaria y superior
3.1. Enseñanza primaria y secundaria
3.2. Enseñanza superior
Fuente de Información
4. Referencias bibliográficas


1. JUSTIFICACIÓN DE LA NECESIDAD DE INNOVAR


A lo largo de la historia diversos modelos o paradigmas teóricos se han sucedido en los distintos campos del conocimiento, después de estados previos de relativo equilibrio y de duración variable. Esos modelos eran aceptados por una mayoría, fundamentalmente, por su adecuación para interpretar la realidad y por facilitar una mejor adaptación a la misma. Esto es suficientemente conocido. En las dos últimas décadas, los cambios económicos y sociales, de la mano de la innovación tecnológica, han sido impresionantes y sus efectos comparables a los que supusieron las grandes revoluciones industriales y culturales anteriores; no obstante éstas tuvieron un desarrollo temporal mayor, permitiendo una mejor adaptación personal y colectiva, aún con los inevitables traumas.


La realidad actual nos presenta, pues, un marco de referencia distinto, que plantea la necesidad de una rápida e inteligente reacción del sistema educativo. Este necesitará para ello, una mayor liberalización a fin de responder con planteamientos eficaces a los retos de la nueva situación; tendrá que replantearse su misión actual y su visión futura, con un liderazgo real asumido por las personas más capaces. La acreditación de los centros educativos será función del nivel de calidad alcanzado, aspecto éste, afortunadamente objetivable. A este respecto, el modelo de la European Foundation for Quality Management (Figura 1) está siendo implementado con éxito en varias comunidades autónomas, conduciendo a una mejora de la gestión y generando un mayor número de oportunidades para la mejora de la docencia o de la investigación.
Hechas estas consideraciones, y sin ánimo de ser exhaustivo, seis son en mi opinión, las razones que justificarían la necesidad de innovación del sistema educativo.


1.1. Exigencias de la sociedad del conocimiento y de la información
Drucker (1993) da las claves para la definición de la sociedad actual. Una sociedad del conocimiento y de
la información donde ,fundamentalmente, van a primar la inteligencia y el conocimiento como los factores más importantes del progreso social y económico. Una sociedad donde la ética de la responsabilidad sustituirá a la ética de la obligación. En donde los profesionales serán trabajadores del conocimiento, es decir, personas cuyo trabajo no dependerá de lo que les diga otro, sino de sí mismos.
El sistema educativo que la sociedad del conocimiento necesite será el que, a través de centros educativos de calidad, proporcione alfabetización universal, motivación para aprender, disciplina para una instrucción y aprendizaje continuos. Deberá ser un sistema abierto a personas niveles de formación distintos, donde se impartirán conocimientos, no sólo como contenidos sino como procesos. Deberá facilitarse un aprendizaje individual, continuo, motivador e ilusionante; centrado en los puntos fuertes del alumno.


Figura 1.- Elementos del modelo EFQM (propuesto en 1988) para la gestión de la calidad.


Erróneamente, se ha insistido en que todos los alumnos hicieran el mismo trabajo, de la misma manera y en el mismo tiempo. Drucker llega afirmar que la mayor parte de las energías de los profesores se emplean en producir una mediocridad respetable.
A este respecto las nuevas tecnologías podrían ser importantes en la asunción de tareas de ayuda al alumno en el aprendizaje rutinario / repetitivo, liberando al profesor de estas tareas específicas. Los ordenadores pueden permitirle tiempo disponible para enseñar , para dedicarse a la identificación de los puntos fuertes de sus alumnos y facilitar, así, la consecución de los logros individuales apropiados, a través de un aprendizaje significativo.


En relación con la tecnología de la información, como ocurre con el mundo de la economía y de los negocios, así también en la educación, el énfasis se desplazará desde la tecnología a la información. Los alumnos tendrán que aprender a organizar la información como recurso clave, detectar regularidades en la misma, y ser capaces de reconceptualizar de forma creativa el aluvión de información que les llega a través de las autopistas de la información y de los diferentes soportes y medios de comunicación. No olvidemos que serán nuestros alumnos los futuros trabajadores del conocimiento y la clave de su éxito será la productividad.


Otro importante cambio que afectará a los centros educativos será su compromiso con resultados. Todos tendrán que ser capaces de generar rendimiento/ producto del conocimiento. El centro educativo deberá comprometerse con resultados, tendrá que responsabilizarse y deberá rendir cuentas.
No debe olvidarse que en la sociedad del conocimiento la enseñanza dejará de ser un monopolio de los centros educativos.


1.2. Nuevas habilidades cognitivas y emocionales
Es sabido que personas inteligentes pero con escasa inteligencia emocional, alcanzan una valoración en los trabajos inferior a otras con cociente intelectual menor pero con una inteligencia emocional superior.
Para Goleman (1996), los alumnos con bajo rendimiento escolar presentan claras deficiencias en su inteligencia emocional. Estos alumnos no saben aprender a aprender. Para esta capacidad fundamental son necesarios siete factores que tienen que ver con la inteligencia emocional: confianza, curiosidad, intencionalidad, autocontrol, relación, capacidad de comunicar y cooperación. Otras habilidades emocionales y sociales básicas son: conciencia de uno mismo, autorregulación, motivación y empatía.


Goleman establece una serie de directrices del aprendizaje de las competencias emocionales, que serán claves para la supervivencia de las organizaciones. El panorama actual y futuro permite inferir la necesidad de una alfabetización emocional de nuestros alumnos, futuros trabajadores del conocimiento. Formarlos emocionalmente inteligentes es y será uno de los grandes retos que debemos abordar y los planes de estudio tradicionales apenas contemplan con rigor esta circunstancia.
Novak (1998) considera que la inteligencia emocional es muy valiosa para al sociedad en general y para las instituciones que intenten ser más competitivas. La poseen las personas que han conseguido niveles elevados de aprendizaje significativo y la tenacidad de perseverar hasta que sus intuiciones finalmente son aceptadas.


1.3. El problema de los errores conceptuales
Un factor que condiciona el proceso por el que se adquieren nuevos conocimientos es el conjunto de conceptos, más o menos estructurados, que posee la persona que se enfrenta al nuevo aprendizaje. Estos conocimientos previos a menudo están en desacuerdo (errores conceptuales) con los científicamente aceptados y además muestran una espectacular resistencia a ser cambiados. El conocimiento previo de los alumnos interactúa con el conocimiento presentado en la instrucción formal, dando lugar a un conjunto diverso de resultados de aprendizaje no deseados. Los errores conceptuales son importantes obstáculos para el desarrollo del pensamiento creativo y críticos, tan necesarios.

Sin el conocimiento de estas ideas de los alumnos, el profesor estará, por tanto, en una gran desventaja en relación con la eficacia de su labor.
El necesario cambio conceptual no es fácil. Nuestra experiencia investigadora (González, 1993a y b, 1995, 1997a y b; González e Iraizoz, 1995, 1998; González, Morón y Novak, 2001), entre otras, lo evidencia.
Además, el modelo de instrucción y evaluación más frecuente en los centros educativos, justifica y recompensa
el aprendizaje memorístico repetitivo y, con frecuencia, penaliza el aprendizaje significativo. No obstante, y aún con todo, uno de los problemas más importantes lo constituye el hecho de la no aceptación de esta realidad por miembros del profesorado.


También algunos profesores mantienen ideas erróneas acerca de distintos aspectos de la ciencia actual.
Especialmente aquellos profesores con menor inquietud intelectual, menos críticos con los materiales instruccionales y curriculares utilizados, y con una actualización deficiente en relación con los temas científicos.
Los sistemáticos bajos rendimientos de los alumnos, en términos generales en las pruebas de evaluación convencionales, ordinarias y extraordinarias, justifican la necesidad de urgentes cambios en esta dirección.
Un considerable número de investigadores educativos pone énfasis en la promoción del aprendizaje significativo, en marcado contraste con el aprendizaje memorístico por repetición mecánica, como crucial para paliar este problema tan acuciante


1.4. Demandas del alumnado para el cambio
Distintos informes y resultados de encuestas de alumnos frecuentemente hacen hincapié en la necesidad de que las clases se utilicen, no a copiar apuntes, sino a aprender. Además deben fomentarse la relación individual profesor alumno, el trabajo en equipo y la discusión de las ideas.
El adelanto de apuntes multicopiados no garantiza una mejora, si el alumno no se responsabiliza de su procesamiento previo para ser debatido, posteriormente, en clase. En este aspecto deberá mejorar mucho.
En encuestas realizadas sobre la calidad docente del profesorado se detectan unos resultados globales positivos, aunque ponen de manifiesto amplios márgenes para la optimización de la enseñanza. Especialmente en aspectos relacionados con hechos como si despierta interés en el alumnado por la asignatura, si la explicación mantiene la atención en las clases, si se estimula la participación del alumno en la clase, etc.


La implantación de nuevos planes también reciben críticas , puesto que en muchos casos, en su elaboración, no se han tenido en cuenta, en términos generales y de manera importante las demandas actuales, sino que son otros criterios los que priman. En la mayoría de los casos estos nuevos planes suponen concentración de estudios para dar lo mismo en menor tiempo. Limitándose el alumno a repetir textualmente lo que el profesor ha dictado y disminuyendo el tiempo disponible para el trabajo autónomo. Unos estudios tan comprimidos no favorecen el aprendizaje significativo.


1.5. Inquietudes del profesorado.
El sentir del profesorado ya se ha manifestado en informes relacionados con la evaluación de la calidad docente, en forma de propuestas de mejora en relación, por ejemplo, a promover la adopción de técnicas docentes excelentes y contrastadas.
La Guía de Evaluación de la convocatoria de 1999, correspondiente al Plan Nacional de Evaluación de la
Calidad de las Universidades, y en lo relativo a la Metodología Docente, pide que se hagan diversas valoraciones y análisis en relación, entre otros, con los siguientes aspectos: Los métodos de enseñanza utilizados en el conjunto de la titulación, el grado de preocupación por la innovación didáctica, la adecuación de las estrategias didácticas utilizadas en las distintas asignaturas, para el tipo de formación que se persigue, la existencia de actividades complementarias dedicadas a la formación del estudiante en técnicas de estudio, de aprendizaje de actitudes, etc.


Un informe sobre el profesorado español no universitario, auspiciado por la Fundación Santa María (1993), a partir de una encuesta a 1500 profesionales reveló, entre otras conclusiones que sólo el 36% del cuerpo docente ejerce su labor con una idea clara de cuáles son sus objetivos educativos. En el caso de Navarra el promedio aún fue menor: sólo el 28% lo tenía claro. Preguntados sobre los cambios deseados para su mejora profesional, la mayoría echaba en falta una formación permanente.


1.6. Informes anuales del Plan Nacional de Evaluación de la Calidad de las Universidades
Los aspectos anteriores y la necesidad del cambio han sido puestos de manifiesto en los Informes sobre los resultados de la primera y segunda convocatoria del Plan Nacional de Evaluación de la Calidad de las Universidades, de la Secretaría General del Consejo de Universidades, de diciembre de 1997 y 1998. En los Informes de resultados citados, en lo concerniente el profesorado, se hace hincapié en su escasa formación y cualificación
pedagógica, aspectos a los que, en general, se presta poca atención. Esta carencia es sentida por gran parte del profesorado y también los deseos de paliarla, como lo han puesto de manifiesto los resultados de numerosas
encuestas.


2. ERRORES CONCEPTUALES. REVISIÓN TEÓRICA


La mayor parte de la información que os presentamos en este apartado se ha extraído de una serie de publicaciones relevantes, que representan sendos esfuerzos de sistematización de los conocimientos actuales sobre el tema de los errores conceptuales y de las investigaciones realizadas hasta el momento en relación con esta temática. Se trata de un material de enorme valor y de consulta obligada para los investigadores y entusiastas de este necesario, prometedor y fructífero campo de la investigación educativa. Constituye una información clave para una adecuada contextualización de la investigación en este campo.

Entre esas obras concretas las más sobresalientes son: CLIS. Research on Students´ Conceptions in Science: A Bibliography (Driver et al., 1990), Bibliography of Students´Alternative Frameworks and Science Education (Pfundt y Duit, 1994 ) y Research on Alternative Conceptions in Science (Wandersee, Mintzes y Novak,1994). Además se han consultado otras obras de extraordinario interés como la Actas de los Congresos que sobre el tema se celebraron en la Universidad de Cornell(N.Y., USA) y que son las siguientes : Proceedings of the International Seminar on Misconceptions in Science and Mathematics (Helm and Novak,1983), Proceedings of the Second International Seminar on Misconceptions and Educational Strategies in Science and Mathematics . Vols. I-II y III (Novak, 1987), Proceedings of the Third International Seminar on Misconceptions and Educational Strategies in Science and Mathematics (Novak,1993) (distribuidas electrónicamente y que pueden obtenerse en la siguiente dirección de Internet: http://www.mlrg.org) y Proceedings of “From Misconceptions to Constructed Understanding”.The Fourth International Misconceptions Seminar (Abrams, 1997)(disponible en la siguiente dirección de Internet: http://www.mlrg.org/proc4abstracts.html) Driver et al. (1990), realizaron un excelente trabajo de compilación acerca de los errores conceptuales en el marco del Children´s Learning in Science Project, en el Centre for Studies in Science and Mathematics Education, de la Universidad de Leeds. Según estos autores se trataba de un intento de documentar y categorizar la investigación llevada a cabo hasta ese momento en el campo de las concepciones científicas de los alumnos.

Este campo de la investigación genera , según estos autores, importantes cuestiones educativas y epistemológicas acerca de la naturaleza, estado y desarrollo del conocimiento científico de los alumnos. Uno de los supuestos teóricos que se han tenido en cuenta a la hora de la elaboración de este trabajo ha sido la consideración de que el conocimiento científico se construye personal y socialmente. Este campo de la investigación se funda en diversas
fuentes de conocimiento que provienen de la historia, la filosofía y sociología de la ciencia, la psicología cognitiva, y la psicología social, así como de estudios realizados en las clases.
En el trabajo de estos autores cada entrada bibliográfica está codificada según dos dimensiones , una por el tipo de cuestión planteada y la otra correspondiendo a la naturaleza de los contenidos tratados. Fueron consideradas 10 categorías relativas a cuestiones y 38 áreas de contenidos.
Las categorías eran las siguientes:


1. Fundamentos epistemológicos: Filosofía y psicología del constructivismo, filosofía e historia del conocimiento científico, y fenomenología.
2. La naturaleza de las concepciones: Pertenecen a esta categoría estudios teóricos que exploran la naturaleza de las concepciones en términos de las perspectivas de la ciencia cognitiva.

3. Características generales de las concepciones alternativas y de su desarrollo: Pertenecen a esta categoría investigaciones publicadas que exploran el alcance, la tenacidad y la durabilidad de la concepciones.


4. Investigaciones empíricas de las concepciones de los alumnos en áreas específicas: Se incluyen en este apartado las investigaciones que se ocupan de concepciones correspondientes a temas específicos del área de las ciencias.


5. Metodologías para la investigación y representación de las concepciones alternativas: Pertenecen a esta categoría investigaciones publicadas que detallan varias estrategias de investigación mediante las cuales pueden explorarse las concepciones alternativas.


6. Análisis conceptual de áreas específicas en ciencias: Pertenecen a esta categoría investigaciones sobre áreas temáticas en ciencias; algunas veces se alude a ellas con la expresión ciencia de los científicos.


7. Lenguaje y concepciones alternativas: En esta categoría entran las investigaciones que exploran aspectos lingüísticos de las concepciones alternativas, de las mismas etiquetas conceptuales, de las metáforas y analogías utilizadas en su enseñanza y comprensión, y de las interacciones lingüísticas en la instrucción y enseñanza en clase.


8. Concepciones y estrategias de razonamiento general: En esta categoría entran las investigaciones que exploran cuestiones tales como solución de problemas, metacognición, ciencia cognitiva y procesamiento de la información, relacionadas con las concepciones alternativas.


9. Estudios teóricos y empíricos de desarrollo conceptual, cambio conceptual y enfoques para la enseñanza: Pertenecen a esta categoría investigaciones publicadas que describen o teorizan sobre la naturaleza y forma del cambio conceptual, conflicto cognitivo, asimilación y acomodación, disonancia cognitiva, sintonización y reestructuración, y también otras publicaciones que consideran las implicaciones pedagógicas.


10. Implicaciones educativas de las concepciones alternativas: Pertenecen a esta categoría investigaciones publicadas que exploran las implicaciones en el currículum y la evaluación de las concepciones alternativas en relación con las escuelas y la educación superior, incluyendo repercusiones en el cambio.


Otro excelente trabajo sobre el tema, Pfundt y Duit (1994), hace hincapié en que la investigación sobre las estructuras alternativas de los alumnos está en claro desarrollo. Ha habido un espectacular crecimiento de las publicaciones referentes a este campo de investigación desde que se publicó en 1991 la tercera edición de la obra de estos autores, variando desde unos 2000 estudios hasta alrededor de 3.500 en la edición citada. Esta inestimable colección de datos orientará al investigador y al estudioso y le permitirá adentrarse eficazmente en el campo de mayor interés para él dentro del amplio abanico que se muestra.
La mayor parte de la información recogida en la bibliografía pertenece a las áreas de las didácticas de Física, Química y Biología aunque también son considerados estudios sobre Ciencias de la Tierra, de considerablemente menor importancia en número.
Para facilitar su interpretación y manejo la bibliografía está estructurada en 11 grupos:


1. Consideraciones generales en relación con la investigación en este campo.
2. Concepciones ordinarias(de la vida diaria) y concepciones científicas.
3. Desarrollo de concepciones en la historia de la ciencia comparadas con el desarrollo de las concepciones en los individuos.
4. Lenguaje y concepciones.
5. Métodos de investigación
6. Investigación de las concepciones de los alumnos.
7. Instrucción teniendo en cuenta las concepciones de los alumnos.
8. Investigaciones de las concepciones de los profesores.
9. Concepciones y formación(perfeccionamiento ) de los profesores.
10. Investigaciones de las concepciones de los alumnos y profesores sobre los procesos de enseñanza y aprendizaje.
11. Investigaciones acerca de las concepciones de los alumnos y profesores sobre la ciencia


El número total de publicaciones sobre estos temas en la bibliografía consultada es de 3448, antes de 1995. Los datos referentes a trabajos análogos y relativos a años anteriores nos dan una idea del auge experimentado por este campo de la investigación. Así en la fase anterior a 1970 se registraron 111 trabajos. Entre 1970 y 1980, 449. Esta cifra aumentó a 1059, durante el periodo anterior a 1985 y se dobló espectacularmente antes de 1990, con 2125 estudios. Los datos consultados sitúan en 3448 el número de estudios revisados en relación con el tema antes de 1995 y finalmente, la actualización electrónica del trabajo de Duit de marzo 2000 refiere alrededor de 5000 estudios publicados.


La mayoría de los estudios se refieren a las concepciones de los alumnos sobre los contenidos en las diferentes áreas científicas. De ellos, un 14% corresponden al campo de la Química(siendo los temas más abordados los de la combustión, oxidación, las reacciones químicas, las transformaciones de sustancias, el equilibrio químico, los símbolos, fórmulas, concepto de mol y electroquímica); un 20% corresponde a temas de Biología (especialmente nutrición en las plantas, fotosíntesis, ósmosis, concepto de vida, origen de la vida, evolución, sistema circulatorio humano, genética, salud y crecimiento); y finalmente un 66% de los trabajos considerados corresponden al dominio de la Física(fundamentalmente temas relacionados con la mecánica, electricidad, partículas, óptica, energía, calor, astronomía, física cuántica y relatividad especial / restringida).
Wandersee, Mintzes y Novak (1994), después de realizar un trabajo de análisis exhaustivo de la literatura sobre investigación científica en relación con las concepciones alternativas o errores conceptuales, producida en los últimos 20 años, estiman que, con base en la conceptualización de las regularidades detectadas en dicho análisis, había empezado a emerger un modelo de ocho juicios de conocimiento, que serían los siguientes:


1. Los alumnos llegan a las clases de ciencias (instrucción formal) con un conjunto diverso de concepciones alternativas sobre objetos y acontecimientos naturales. Estas ideas a menudo están en desacuerdo con las consideraciones científicamente aceptadas. Sin el conocimiento de estas ideas de los alumnos, y en relación con la eficacia de su labor, el profesor está en una franca desventaja
2. Alumnos de ambos sexos y de prácticamente todas las edades, niveles de habilidad y formación cultural suscriben las concepciones alternativas, que además muestran una espectacular consistencia.
3. La tenacidad con la que las concepciones alternativas son mantenidas varía sustancialmente. El deseable cambio conceptual depende de factores epistemológicos que pueden reflejar cuestiones psicológicas subyacentes (p. ej. la novedad de la nueva concepción para el alumno y el grado con que la instrucción científica desafía o pone en cuestión las concepciones alternativas que existen en un alumno determinado).
4. Las concepciones alternativas, a menudo, son explicaciones de los fenómenos naturales similares a las ofrecidas por generaciones previas de científicos y filósofos. Los conocimientos acerca de la historia de la ciencia pueden ser de gran utilidad en el diseño de cualquier programa instruccional.
5. Averiguar los orígenes de las concepciones alternativas es, actualmente, una empresa intelectual especulativa.
La historia conceptual del alumno individual es idiosincrática y por ello difícil de indagar. Wandersee (1992) ha llamado a este fenómeno, ligado al tiempo y basado en la experiencia la historicidad de la cognición. Sin embargo, la incidencia muy extendida de muchas concepciones alternativas en poblaciones y culturas diversas sugiere que pueden reflejar experiencias culturales comunes, que implican observación directa de la naturaleza, el uso del lenguaje cotidiano, la influencia de los medios de comunicación, y experiencias debidas a prácticas instruccionales.
6. Los profesores, así como los alumnos, pueden (y a menudo lo hacen), mantener concepciones alternativas y albergar ideas erróneas acerca de la ciencia actual. Especialmente aquellos profesores con menor inquietud intelectual, menos críticos con los materiales instruccionales y curriculares utilizados, y con una actualización deficiente en relación con los temas científicos.
7. El conocimiento previo de los alumnos interactúa con el conocimiento presentado en la instrucción formal, dando lugar a un conjunto diverso de resultados de aprendizaje no deseados.
8. Varios de los enfoques instruccionales diseñados para generar el cambio conceptual parecen tener un prometedor futuro, incluyendo aquellos que confían en el uso del conflicto conceptual, analogías, y estrategias metacognitivas. Un considerable número de investigadores pone énfasis en la promoción del aprendizaje significativo (en marcado contraste con el aprendizaje memorístico por repetición mecánica), como crucial para el progreso en este área.


Otra de las fuentes de obligada consulta para conocer la evolución experimentada por la investigación de los errores conceptuales son las Actas de los seminarios celebrados en la Universidad de Cornell, organizados por el profesor Novak en los años 1983, 1987, 1993 y 1997.
El Primer Seminario Internacional sobre Errores Conceptuales en Ciencias y Matemáticas se celebró del 20 al 22 de junio de 1983, en la Universidad de Cornell (Ithaca, NY, USA). Las Actas del seminario fueron editadas por los profesores J.D. Novak, Professor of Science Education and Biological Sciences de Universidad de Cornell y H. Helm, Professor of Physics de la Universidad de Rhodes.
Más de 118 personas participaron en el seminario y se presentaron 55 comunicaciones, la mayoría de las cuales fueron incluidas en las actas. Los trabajos de investigación presentados, en función de la temática tratada,fueron agrupados en los siguientes apartados :

0. Perspectivas teóricas y filosóficas.
1. Cuestiones sobre enseñanza,
2. Cuestiones relacionadas con la metodología de la investigación.
3. Perspectivas históricas y epistemológicas.
4. Ciencia en la escuela elemental.
5. Física.
6. Biología.
7. Química.
8. Matemáticas.

El Segundo Seminario Internacional sobre Errores Conceptuales y Estrategias Educativas en Ciencias y Matemáticas, fue también organizado por el profesor Novak y se celebró del 26 al 29 de julio de 1987, en la Universidad de Cornell.
Las Actas del seminario fueron editadas en tres volúmenes por el profesor Novak.
El seminario puso de manifiesto el creciente interés internacional en el tema. Se presentaron 177 comunicaciones(162 de ellas fueron publicadas en las Actas del seminario), cifra que triplicó con largueza el número de las presentadas en el primer seminario. Asimismo el número de participantes registrados fue de 367, cifra superior en más de tres veces a la de los participantes en el primer seminario. En cuanto a la procedencia de los participantes, si en el primer seminario correspondía a 10 países, en el segundo aumentó a 26.
El Volumen I de las Actas incluye 49 trabajos de investigación, ordenados siguiendo el orden alfabético de sus principales autores y correspondiendo a los siguientes apartados científicos: Epistemología, metodologías de investigación, estrategias metacognitivas y uso de ordenadores.


El Volumen II incluye 51 trabajos de investigación, ordenados con el mismo criterio del Volumen I, y correspondiendo a los siguientes apartados científicos: Educación de profesores, estrategias de enseñanza, biología, y ciencias en la escuela elemental.
Finalmente el Volumen III incluye 62 trabajos y se centra en la física, las matemáticas y la química.
El Tercer Seminario Internacional sobre Misconceptions and Educational Strategies in Science and
Mathematics, se celebró del 1 al 4 de agosto de 1993. Como los dos anteriores, tuvo lugar en la Universidad de Cornell y fue tambien dirigido por el profesor Novak. En este tercer seminario se produjo un incremento realmente espectacular, no solo en relación al número de profesores participantes (unos 500), sino en el número de las comunicaciones editadas 216.
Debido al enorme incremento de los materiales presentados en relación con los seminarios anteriores, las Actas se editaron electrónicamente, en una serie de 12 disquetes, aptos para plataforma Macintosh. Los distintos artículos de investigación, correspondientes a comunicaciones presentadas, están contenidos en los diferentes diskettes, atendiendo al criterio del orden alfabético de sus autores.


Uno de los disquetes ofrece un programa titulado The Misconceptions Proceedings User Manual, que permite acceder a todo tipo de información contenida en los diferentes archivos. Toda la información referente al seminario se puede conseguir vía INTERNET (utilizando un servidor GOPHER y enla siguiente dirección: http://www.mlrg.org).
Teniendo en cuenta las comunicaciones presentadas, los posters, los diferentes simposios y los talleres, se contabilizan 329 trabajos; de éstos 214 pueden ser adscritos a la temática específica de los errores conceptuales, distribuyéndose por materias de la siguiente forma: 46 a Biología,13 a Geología, 75 a Física, 28 a Química y 52 a Matemáticas.
Otros temas tratados y el número de trabajos relacionados con los mismos fueron los siguientes:


· Naturaleza de la ciencia(8)
· Estrategias de enseñanza / aprendizaje de las ciencias (9)
· Tecnología educativa (7)
· Evaluación (10)
· Instrumentos metacognitivos (18)
· Teorías del aprendizaje (12)
· Proyectos curriculares (8)
· Cambio conceptual (14)
· Modelos teóricos (15)
· Epistemología (3)
· Innovación del profesorado (4)
· Ciencia multicultural (5)
· Historia de la ciencia (2)

 


El Cuarto Seminario Internacional sobre Errores Conceptuales, se celebró del 1 al 4 de agosto de 1997.
Como los tres anteriores, tuvo lugar en la Universidad de Cornell y fue también dirigido por el profesor Novak.
Este cuarto seminario tuvo un significado muy especial, pues se concibió como un homenaje al Profesor Novak con motivo de su retiro de Universidad de Cornell, pasando desde entonces a la condicion de profesor emérito.
Las Actas, tituladas: Proceedings of “From Misconceptions to Constructed Understanding”. The Fourth International Misconceptions Seminar(Abrams,1997), fueron editadas también electrónicamente y recogen los trabajos de los autores que decidieron escribir artículos basados en sus presentaciones. Fueron en total 35 artículos.
Los temas tratados en los mismos tuvieron como referente el tema central del seminario: De los errores conceptuales al conocimiento construido y podemos agruparlos más específicamente en los siguientes temas:

· Errores conceptuales(9)
· Estrategias de enseñanza/ aprendizaje de las ciencias (5)
· Tecnología educativa (1)
· Evaluación (1)
· Instrumentos metacognitivos (4)
· Proyectos curriculares (2)
· Cambio conceptual (5)
· Modelos teóricos (3)
· Epistemología (5)



3. INVESTIGACIÓN SOBRE ERRORES CONCEPTUALES EN ENSEÑANZA PRIMARIA, SECUNDARIA Y SUPERIOR


3.1. Enseñanza primaria y secundaria


Se describe, a continuación, una parte —aunque la más trascendente en nuestra opinión, desde el punto de vista de su incidencia en la necesaria reforma de los actuales planteamientos de los procesos de enseñanza /aprendizaje en el aula— del proyecto de investigación titulado: “Diagnosis de errores conceptuales en Ciencias y en Matemáticas en alumnos de Enseñanza Primaria y diseño e implementación de currículo e instrucción para promover el necesario cambio conceptual”. Este proyecto de investigación bianual contó para su realización con una subvención económica del Departamento de Educación del Gobierno de Navarra, en su convocatoria de ayudas a Proyectos de Investigación en el Área de Humanidades y Ciencias Sociales, correspondiente al año 1993 y que fue dirigido por el profesor González, y desarrollado por un equipo de profesores de un colegio de Pamplona.


El objetivo central de la investigación fue conocer las concepciones alternativas de alumnos de primaria en relación con un tema de ciencias naturales, que debería reunir al menos tres condiciones. En primer lugar que fuera un tema relevante, trascendente y actual. En segundo lugar que tuviera connotaciones de familiaridad con nuestros alumnos, y que fuera por tanto fácilmente contextualizable en su experiencia cotidiana, y por último, que el tema estuviera, de hecho, sometido a un tratamiento curricular e instruccional en distintos niveles de enseñanza primaria. Nos preocupó asimismo, la persistencia y tenacidad de esas concepciones alternativas a través de los distintos niveles de la educación primaria.
Además, esta temática había sido ya abordada en otros trabajos anteriores (González. 1993a y b, 1995; González y Novak, 1996; González e Iriazoz, 1994, 1995 y 1998). Para la diagnosis de los errores conceptuales se aplicó a los alumnos (sin instrucción previa alguna sobre la temática planteada), por los profesores correspondientes, un cuestionario constituido por catorce preguntas (ver tabla 1). Las cuestiones propuestas en el cuestionario fueron debatidas ampliamente y seleccionadas por los miembros del equipo investigador.

La relación de los cursos en los que se realizó la experiencia, de las fechas de la misma, así como el número de alumnos que constituyeron las muestras respectivas, fue la siguiente:

Curso
Fecha
Nº alumnos
junio 1994
31
marzo 1994
64
junio 1994
21
junio 1994
20
mayo 1994
16
     

En la investigación realizada y para contextualizar debidamente los procesos de interpretación de datos y de elaboración de conclusiones, deben hacerse algunas matizaciones. Se recogieron cuestiones relevantes, fundamentalmente en el sentido de proporcionar frecuencias de respuestas importantes de los alumnos, que muestran concepciones alternativas en los mismos y que ponen de manifiesto la existencia de barreras epistemológicas en los procesos de aprendizaje de los alumnos y que, a su vez, reflejan cuestiones psicológicas subyacentes.
Estas consideraciones, por lo demás, resultan imprescindible para el rediseño tanto de curriculum como de instrucción potencialmente transparentes, totalmente necesarios para la superación aquellas concepciones alternativas.


Tabla 1. Batería de preguntas para la evaluación de errores conceptuales en alumnos de enseñanza primaria.


1. ¿Se pierde completamente el agua en la evaporación?. Explica tu respuesta.
2. ¿Por qué no cae una nube al suelo? Explícalo.
3. ¿Cuál es el destino del vapor de agua en la atmósfera?. Explícalo con detalle.
4. Cuando se calienta de manera suficiente el agua, echa el gas que tiene dentro hacia la atmósfera. ¿Estás de acuerdo con esta explicación?
Razona tu respuesta.
5. ¿Se ve el vapor de agua? Justifica tu respuesta.
6. ¿Consideras el agua, el vapor de agua y el hielo como cosas distintas? Explica tu respuesta.
7. ¿Qué relación hay entre niebla y nube?
8. ¿De qué están constituidas las nubes?
9. ¿Qué se entiende por ciclo del agua?
10. ¿Cómo se forma el agua de lluvia?
11. Exhala el aliento sobre un cristal frío, ¿qué observas? Explícalo.
12. Explica los procesos de formación de la nieve y del agua de lluvia.
13. ¿Cómo explicarías el cambio del estado sólido al líquido?
14. ¿Cómo explicarías el cambio del estado líquido al gaseoso?


En el procesamiento de los respuestas y para facilitar la interpretación de las mismas, siempre que ha sido posible, se ha procedido a añadir curso por curso y pregunta por pregunta , una discusión de los mismos así como un resumen. Finalmente, en todo momento se respetaron textualmente las respuestas emitidas por los alumnos.
En relación con los conclusiones de la investigación realizada, en términos generales puede decirse que existe un gran número de concepciones alternativas detectadas en los alumnos de todos los niveles de enseñanza primaria considerados. Además existe una enorme variedad en las mismas . Estos dos aspectos ilustran el carácter idiosincrático de la adquisición de conocimientos en cada alumno. Puede advertirse, además, con los datos obtenidos, la existencia de algunos espectaculares ejemplos de errores conceptuales y también el hecho de que se hayan mantenido a través de los distintos cursos considerados como notables ejemplos de persistencia y tenacidad,
a pesar de la instrucción suministrada.


Pueden citarse como ejemplos:


· El agua que se evapora se pierde completamente. Esta proposición denota la no existencia, en los alumnos, de ideas claras en relación con el principio de la conservación de la masa de agua y de los cambios de estado. Los alumnos en términos generales carecen de una idea correcta de la transformación de la materia y del cambio de estado.

· Las nubes están constituidas por vapor de agua. Esta afirmación tiene una enorme importancia en las explicaciones de los alumnos acerca del origen de la lluvia, dinámica de las nubes y dentro deellas, etc.
· La deficiente comprensión de la transición vapor de agua-gotas de agua / nube-gotas de lluvia.
Los alumnos muestran ideas muy confusas. Especialmente debido al hecho de que para la mayoría de las respuestas de los alumnos, las nubes están formadas por vapor de agua. Parece que existe en los alumnos una importante barrera epistemológica que impide admitir la existencia de vapor de agua invisible.
· La existencia de gas dentro del agua que se desprende al calentar .
· Es frecuente la consideración del agua, vapor de agua y del hielo como “realidades” distintas y no
como constituidas por una misma sustancia.
· Los alumnos tienen dificultad para asimilar la idea de la existencia invisible del gas o vapor.
· Es frecuente también la consideración de la niebla como una nube que baja.
· Es también muy frecuente el número de errores conceptuales en relación con la génesis de la lluvia (condensación) y de su transformación en cristalitos de nieve (solidificación).
· Faltan explicaciones científicas para los cambios de estado. No se hace alusión alguna a la teoría cinético-molecular.
· La dificultad de la aceptación por los alumnos , de las ideas sobre la materia como corpuscular, discontinua y con espacio vacío, así como la de la realidad material invisible del vapor de agua, constituyen obstáculos epistemológicos muy importantes para una correcta interpretación de los cambios de estado.


Puede por tanto deducirse, con las lógicas reservas derivadas de las numerosas variables que influyen en cualquier proceso educativo, algunas conclusiones. Se demuestra que desgraciadamente los errores conceptuales en relación con temas científicos son muy frecuentes en alumnos correspondientes a los diferentes cursos de la escuela primaria considerados en el estudio. Se detecta asimismo, un número apreciable de curiosas explicaciones de los alumnos en relación con diferentes fenómenos y muchas de ellas relacionadas con aspectos fantásticos, contexto familiar o local, experiencia personal, y la influencia de los distintos medios de comunicación.
Además, la gran variedad y las características específicas de estos errores conceptuales, ilustran el carácter idiosincrático del conocimiento individual, como reseñamos con anterioridad.


Se ha demostrado asimismo la persistencia y tenacidad de algunos errores conceptuales, a pesar de la instrucción suministrada, a cargo de distintos profesores y con utilización de variados materiales y estrategias.
Merece además señalarse el hecho de que algunos errores conceptuales son repetidos por alumnos de la misma edad en diferentes países, lo que demuestra la característica transcultural de estas concepciones.
Las altas frecuencias de los errores conceptuales detectados, parecen ser propiciados por un sistema educativo en el que es predominante el aprendizaje memorístico por repetición mecánica. Parece bastante evidente que la instrucción convencional o tradicional estimula este tipo de aprendizaje en detrimento del aprendizaje significativo, necesario para modificar las estructuras conceptuales erróneas en nuestros alumnos, y absolutamente imprescindible para preparar a nuestros alumnos adecuadamente ante los desafíos apasionantes de la sociedad actual, del saber y de la información.
Son necesarias estrategias de cambio conceptual para ir erradicando paulatinamente los errores conceptuales, que influyen negativamente en futuros aprendizajes. Tarea ,por otra parte, no fácil como también ponen en evidencia nuestras propias investigaciones citadas en el primer párrafo de este mismo apartado.


La falta de interés por parte de los alumnos para esforzarse en relacionar sustantivamente nuevo conocimiento con lo que ellos ya saben puede ser una de las razones que expliquen tan malos resultados. ¡Aprender memorísticamente por repetición mecánica es empobrecedor, pero más cómodo!
Este estado de cosas en educación obliga a los profesores a considerar cambios en sus actitudes, formas de enseñar, metodología de la evaluación, etc. Es necesario reorganizar conceptualmente tanto currículum como instrucción, para promover un aprendizaje significativo, y facilitar, mediante compartición de significados, la erradicación de los errores conceptuales de las estructuras cognitivas de los alumnos, y el imprescindible acercamiento de las ideas de los alumnos a las de los científicos. Las técnicas de los mapas conceptuales y de los diagramas UVE han demostrado ser instrumentos muy eficaces a este respecto (Novak, 1982; Novak y Gowin, 1988; González y Novak, 1996; González, Ibáñez, Casalí, López y Novak, 2000).

Solo una labor decidida y coordinada a todos los niveles del profesorado del centro educativo, junto con el necesario cambio de mentalidad y actitudes de profesores y alumnos y la instrucción pertinente, puede paliar la situación negativa actual, y caminar juntos en la dirección correcta.
El marco teórico de Ausubel, Novak y Gowin, ha sido probado con éxito en muchos países, y en nuestra propia experiencia ha mostrado su virtualidad y eficacia, especialmente en las fases de diagnosis de los conocimientos previos de nuestros alumnos y de elaboración de material, curricular e instruccional, conceptualmente transparente.


En otra investigación González (1997a), se propuso contrastar las concepciones alternativas comunes de los alumnos(elicitadas de, al menos, un 25% de alumnos de cualquiera de los niveles considerados en el estudio), en relación con un tema de las ciencias naturales que les resultara, por una parte, familiar y, por otra, que tuviera un tratamiento curricular en varios niveles de enseñanza primaria. El tema elegido que cumplía con estas dos condiciones fue: El agua en la naturaleza.
Fue también objetivo de la investigación comprobar la persistencia y tenacidad de la concepciones alternativas a través de diferentes niveles de la enseñanza primaria en España(grados 1 a 8, alumnos de 6 a 13 años).
Como veremos en las conclusiones los resultados avalan la fiabilidad de algunas conclusiones del trabajo citado anteriormente.
Para desarrollar el trabajo se contactó con un grupo de profesores de un colegio de Pamplona. Los profesores impartían clases en los siguientes grados:

Grado
Nº alumnos
edad (años)
Segundo
14
7
Tercero
17
8
Quinto
16
10
Octavo
20
13
 
 

Para obtener la información adecuada se utilizaron varios instrumentos y estrategias adaptadas a las características reales de cada clase, es decir, que tuvieran en cuenta las sugerencias de los profesores correspondientes, nuestra experiencia personal en el tema considerado, y los resultados de un debate final acerca de su eficacia. Como consecuencia de todos estos factores, los instrumentos y estrategias escogidas fueros las siguientes: sesiones de lluvia de ideas, para los grados segundo, tercero y quinto; un cuestionario para los grados tercero, quinto y octavo, y la técnica de los mapas conceptuales para el nivel octavo(pues los alumnos de este nivel ya tenían un conocimiento adecuado de la misma).


En la clase del nivel segundo se llevó a cabo una sesión de lluvia de ideas dirigida por el profesor con el objetivo de evaluar los conocimientos básicos de los alumnos en relación con el tema. La sesión fue grabada y los comentarios orales de los niños convenientemente transcritos. Estos resultados junto con otras informaciones adecuadas se tuvieron en cuenta para construir un cuestionario más completo y formalizado que fue administrado a los alumnos pertenecientes a los grados tercero, quinto y octavo.
La idea de construir el cuestionario, teniendo en cuenta las concepciones alternativas obtenidas en el nivel segundo, fue realizar un estudio longitudinal de la evolución de dichas concepciones alternativas a través de los grados segundo, tercero, quinto y octavo.
En los grados tercero y quinto se siguió la misma metodología, es decir, sesiones de lluvia de ideas y transcripciones de la información grabada. En estos cursos se introdujo una variación con el fin de obtener una información más completa de los conocimientos previos de los alumnos en relación con la problemática planteada.
Se les dio a los alumnos de estos dos grupos un cuestionario en el que figuraban cuestiones básicas sobre el tema y además se les pidió su opinión acerca de las concepciones alternativas detectadas en los alumnos del nivel segundo.
Otra particularidad existió también en el grado octavo, debido a que estos alumnos habían tenido cierta experiencia con la técnica de los mapas conceptuales. Por ello se les suministró una lista de conceptos clave relativos al tema y se les pidió que realizasen mapas conceptuales individuales. Además, para obtener una información más completa se les administró el mismo cuestionario aplicado a los alumnos de los niveles tercero y quinto.


El análisis de los resultados de la investigación pone de manifiesto la existencia de una gran cantidad y variedad de concepciones alternativas en las respuestas de los alumnos. Esto ilustra el carácter individual y peculiar de la adquisición de conocimientos por cada persona. Puede observarse, así mismo, la existencia de espectaculares ejemplos de errores conceptuales y, además el hecho de que se mantienen a través de la totalidad de los cursos considerados (aunque en algunos casos no alcanzan por poco la cota fijada por nivel de un 25% de los alumnos ).
Pueden mencionarse, entre aquéllos, los siguientes :

· Las nubes están constituidas por vapor de agua. Esta afirmación tiene una enorme influencia en
las explicaciones de los alumnos acerca del origen de la lluvia, nieve, dinámica de la nube y dentro
de la nube, etc.
· Cuando se calienta el agua, el gas que está dentro del agua es liberado a la atmósfera.
· No hay ideas claras acerca de la conservación de la masa de agua ni del cambio de estado del agua(por ejemplo el agua que se evapora se pierde completamente, el vapor de agua y el hielo son identificados como cosas diferentes, etc.)
· No hay ideas claras sobre la transición vapor de agua-gotitas de agua / nube-gotas de lluvia, especialmente debido a que para la mayoría de los alumnos, las nubes están formadas por vapor de agua. Parece que hay en los alumnos una importante barrera epistemológica para admitir la existencia del vapor de agua invisible.
· Los alumnos han mantenido una serie de analogías, especialmente: hielo / piedra, hielo / cubitos, y
vapor de agua / humo.


3.2. Enseñanza superior
González (1997b), se propuso en su investigación diagnosticar las concepciones alternativas de los alumnos de Magisterio matriculados en el segundo curso de Ciencias, en relación con un tema geológico del que tenían información y conocimientos previos por haber sido previamente estudiado en diferentes niveles de enseñanza primaria y secundaria como parte del curriculum de Ciencias de la Naturaleza. El tema elegido fue silicatos.
La investigación se propuso también contrastar la eficacia de los mapas conceptuales como método de conocer la estructura cognitiva de los alumnos. Los mapas conceptuales de los alumnos mostraron la existencia de un gran número de errores conceptuales y también la persistencia y tenacidad de las mismas después de un periodo de instrucción sobre el tema, incluso en el caso de alumnos considerados buenos alumnos.


La investigación fue desarrollada con un grupo de 25 alumnos. Después de instruir en la técnica de los mapas conceptuales a estos alumnos, se les pidió que elaboraran un mapa conceptual, cada uno, con base en una lista de conceptos relevantes en relación con el tema de silicatos. Tenemos que puntualizar que aunque el mapa conceptual se realizó sin instrucción previa sobre el tema, los alumnos debían tener informaciones previas, ya que aspectos relacionados con silicatos se abordan en niveles anteriores del curriculum de ciencias de la Naturaleza.
Este mismo proceso y con los mismos alumnos, se repitió al final del curso siguiente(aproximadamenteaño y tres meses después), también sin información previa y sobre la base de la misma lista de conceptos utilizada para la diagnosis de los conocimientos previos.
El análisis de los mapas conceptuales elaborados por los alumnos permitió constatar un gran número de errores conceptuales en todos ellos, también en uno que obtuvo una calificación de sobresaliente. Se constató así la persistencia de un buen número de ellas, a pesar de la instrucción seguida.
Este análisis permitió constatar además la existencia en los mapas de tres tendencias o modelos:
A- Los conceptos aparecen organizados en tres grupos: Tipos de silicatos, estructuras de silicatos y, finalmente, ejemplos. El alumno es incapaz de establecer conexiones entre ellos. Aparecen perfectamente aislados
Puede considerarse el mapa como un buen ejemplo de una situación inicial de conocimientos, previa a la instrucción correspondiente. El mapa es una evidencia de que el conocimiento sobre el tema es muy pobre e indica que este alumno como otros muchos del curso, ha aprendido mecánicamente más que de una manera significativa. Meros recuerdos , sin sentido, son los que plasma en el mapa.


B- Este modelo muestra que el alumno no es capaz de relacionar correctamente ejemplos de silicatos con grupos de silicatos, ni éstos con sus correspondientes unidades estructurales. Además no es capaz tampoco de dar ni siquiera un ejemplo correcto.
C- A este modelo pertenece el grupo más numeroso. En los mapas conceptuales aparecen los grupos de silicatos, as estructuras de silicatos y los ejemplos relacionados, pero con un gran número de proposiciones
erróneas.

Fuente: Profesor Dr. Fermín Mª González García
Área de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Departamento de Psicología y Pedagogía.
Universidad Pública de Navarra


4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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