UNIDAD 5. EL ENFOQUE DE LA ENSEÑANZA DE LA BIOLOGÍA MEDIANTE EL CONFLICTO COGNITIVO Objetivos 1. Discutir el tipo de contenidos que es factible de enseñar utilizando el enfoque del conflicto cognitivo y la enseñanza expositiva. 2. Proponer actividades de enseñanza y evaluación de acuerdo a los enfoques planteados. 3. Valorar las dificultades de aprendizaje de contenidos de acuerdo al enfoque de conflicto cognitivo y enseñanza expositiva. UMA 1. CONTEXTUALIZACIÓN DE LA ENSEÑANZA MEDIANTE EL CONFLICTO COGNITIVO Introduzcamos a esta unidad con los siguientes ejercicios. Por favor, indique la respuesta a las siguientes preguntas: 1. ¿Hasta donde entra un perro en un bosque? 2. ¿El valor de f(X) en la función f(X)=X3+1 si X= 1?
3. El nombre del compuesto es: 4. ¿En qué porción del tracto digestivo se inicia la digestión química de las proteínas? 5. ¿En qué consiste el método inductivo en la ciencia? 6. ¿Cuál es el primer ácido que se forma en el ciclo de Krebs? 7. ¿Cuántas uniones δ y π hay en el etino? 8. ¿En qué consiste el aprendizaje colaborativo? 9. ¿Es cierto que todos los cuadrados son rectángulos? 10. La matriz de la membrana celular es una bicapa formada esencialmente de: ¿Cuántas respuestas dió: ¿Fueron correctas? ¿Respondió todas correctamente? Si No ¿Qué siente al haber contestado todas correctamente? ¿No supo algunas?, ¿Qué siente al no haber conocido la respuesta de algunas preguntas? Cuando el ser humano no sabe dar respuesta o explicación sobre algún fenómeno, se genera un conflicto. De acuerdo al diccionario, la palabra conflicto significa: antagonismo, discrepancia, presencia simultánea de tendencias opuestas; asimismo, los sinónimos que le corresponden son: dificultad, aprieto, desavenencia, pugna (Ágata, ( Ágata, 2000). Según Aguilar y Oktac (2004), “la noción de conflicto cognitivo se relaciona con un estado de desequilibrio que surge cuando una concepción que tiene un individuo, entra en conflicto con alguna otra concepción que lleva el mismo individuo o bien con el ambiente externo.” Este conflicto se acentúa cuando la respuesta implica directamente a la persona y más allá de un problema académico, del que depende incluso su supervivencia. Imagine que ha olvidado su NIP y teniendo necesidad urgente de dinero, no puede acceder a sus ahorros. En el plano de la enseñanza de las ciencias, muchos conceptos que ignoramos nos impiden tanto el diseño de un buen experimento, como de un análisis adecuado de resultados. Entre estas ideas se encuentran las preconcepciones de las personas, con relación a diferentes aspectos del entorno.
El conflicto cognitivo tiene injerencia en la dinámica de interacción del organismo con el medio, este mecanismo de desequilibrio provoca una reestructuración cognitiva, llamada nuevo estado de equilibrio. En el proceso de aprendizaje, esto implica que el estudiante ponga en marcha la autorregulación, integrando al elemento provocador del conflicto y acomodando a la nueva información las estructuras cognitivas preexistentes. “La enseñanza basada en el conflicto cognitivo asume la idea de que el alumno es quien elabora y construye su propio conocimiento y quien debe tomar conciencia de sus limitaciones y resolverlos”. El aprendizaje de las ciencias a partir del conflicto cognitivo se ubica en el marco de las teorías cognitivas, y está estrechamente vinculado con Jean Piaget, gestor de la teoría genética, que cual plantea que el conocimiento no se adquiere sólo por integración del entorno social, sino que hay una predominancia de la construcción realizada por parte del sujeto. (Kamil, 1985, citado en Arancibia et al, 1985). Por tanto, la premisa de los constructos humanos es sustancial, ya que al construir la realidad, el hombre se la apropia. Constructo es un “concepto psicológico abstracto que, aunque no observable, se infiere de efectos observables de la conducta. Los constructos son el material básico de la construcción de teoría” (Zapata, 2005). Piaget planteó conceptos importantes, tales como adaptación e inteligencia, asimilación, acomodación y equilibración. No obstante, Arancibia señala que “el impulso para el crecimiento y el aprendizaje no proviene en Piaget enteramente del medio ambiente, como ocurre en el conductismo. Por el contrario, este impulso está dado por la equilibración, una tendencia innata de los individuos a modificar sus esquemas de forma que les permitan dar coherencia a su mundo percibido.” Arancibia et al, op cit. La enseñanza de las ciencia a través del conflicto cognitivo centra su atención en las concepciones alternativas, de tal manera que la meta esencial de la educación científica será cambiar las concepciones intuitivas de los estudiantes a través del conocimiento científico. Quizá es necesario considerar las preocupaciones de los estudiantes, sus ideas previas e incluso erróneas, para sustituirlas y ubicarlas en la educación científica, con ayuda del conflicto cognitivo. UMA 2. CONTENIDOS BIOLÓGICOS FACTIBLES DE SER ENSEÑADOS POR CONFLICTO COGNITIVO (ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA Y EVALUACIÓN) Es importante señalar que de acuerdo a este enfoque, los núcleos conceptuales de la ciencia son el eje del currículo, es decir, todo lo referente al conocimiento que se pueda catalogar como declarativo. Los contenidos procedimentales y actitudinales apenas desempeñan un papel descriptivo en la organización de los contenidos. En todos los currículos de los diferentes niveles educativos se pueden agrupar los contenidos curriculares en -al menos- tres áreas básicas: a) Contenidos declarativos. b) Contenidos procedimentales. c) Contenidos actitudinales.
Por ello, es importante comentar que el conocimiento declarativo se basa en el manejo de conceptos y se adquiere por exposición verbal, consiste en saber el qué más que el cómo de los fenómenos, es fácil de verbalizar y se posee todo o nada, además de que suele ser
conciente. Por el contrario, el conocimiento procedimental es adquirido por acciones y tiende a ejecutarse de manera automática, es más difícil de verbalizar y evaluar. El contenido declarativo ha sido privilegiado en los currículos escolares; no tenemos duda de que este saber es imprescindible en las asignaturas de las diferentes disciplinas, porque constituye su “entramado“ fundamental; pensemos en la biología celular; bioquímica; ecología, biología del desarrollo, etc. Dentro del conocimiento declarativo hay una disfunción entre conocimiento factual y el conceptual. El primero hace referencia a datos y hechos que nos proporcionan información verbal y que los estudiantes deben de aprender literalmente o al “pie de la letra”. ¿Qué ejemplos podemos dar en biología?: - La formula química de la glicina; alanina; fenilalanina. - Los componentes lipidicos de la membrana celular. - La configuración electrónica del átomo de carbono. - El número atómico de los elementos biogenesicos - La fecha de aparición del paradigma de la teoría celular. - Las etapas del catabolismo celular; glucólisis; ciclo de Kreps y cadena respiratoria. -
El conocimiento conceptual es más complejo que el factual, se construye a partir del aprendizaje de conceptos, principios y explicaciones, los cuales no tienen que ser aprendidos de manera literal, sino haciendo una abstracción de su significado esencial o identificando sus características definitorias y las reglas que los componen. (Díaz y Hernández 2000). Algunos ejemplos en biología son: -Ciencia. -Epistemología. -Conocimiento. -Sistema.
Los conceptos pueden ser, simultáneamente: categorías dentro de las cuales organizamos nuestras experiencias o relaciones entre ideas, que se construyen a través de la categorización. Los conceptos no solamente organizan la experiencia de una persona, pues también afectan la manera en que ésta responde o reflexiona acerca de dicha experiencia. Suponga que todos los días pasa por un hoyo lleno de lodo y agua; es probable que lo clasifique como un “hoyo peligroso”, por lo que se aseguraría de evitarlo. Por otro lado, si un biólogo pasara junto al hoyo, emplearía otros lentes conceptuales, desarrollados a través de un conocimiento especializado y lo experimentaría como una mina de oro científica, llena de organismos interesantes. Su formación produce un conjunto diferente de reflexiones acerca del mismo objeto” (Cooper, 2002). Esencialmente los conceptos están formados por nombres (1); atributos o características esenciales (2) y reglas (3). (1)Nombre__________________ “isla” (2) Atributos o características_________”porción de tierra”. (3) Reglas_________________________” rodeada de agua”. La claridad en torno a los conceptos facilitará la enseñanza por conflicto cognitivo, pues permitirá discernir más profundamente respecto a un tema. Veamos el siguiente ejemplo:
¿Qué conocimientos previos tienes sobre cómo funciona un dispositivo intrauterino (DIU)? La idea fundamental de este modelo es que los estudiantes tengan un cambio conceptual o sustitución de conocimientos previos, sometiéndolos a un conflicto empírico o teórico. La pregunta anterior fue hecha a maestros de bachillerato, de profesión biólogos. Analicemos las respuestas de algunos maestros de biología: 1) Actúa como una barrera para los espermatozoides. 2) Mata a los espermatozoides por el cobre que contiene. 3) No permite que se implante el cigoto porque ejerce presión en el útero. 4) Cambia las condiciones del útero.
Después de contrastar las respuestas y los argumentos que se tienen al respecto para sustentarlas y con ello notar que no son totalmente válidas, los alumnos se preguntaran nuevamente. Entonces ¿Cómo funciona?. Se preguntarán varias evidencias respecto a la acción que tiene un DIU en el útero y se contrastaron con las respuestas previas quedando convencidos con tales argumentos. ¿Qué tanto hubo de cambio conceptual en estos estudiantes después de la explicación? Hay conceptos que se manejaron con significados quizás no siempre comprendidos por los estudiantes; DIU; espermatozoide, barrera, cobre, cigoto, implantación, útero. Como vemos no son pocos ni sencillos. El conflicto cognitivo compara necesariamente dos momentos; en el primero en el cual se tienen las teorías implícitas de los alumnos y en el segundo el paso a la plataforma científica. De lo anterior, decidimos que un aspecto fundamental para efectuar con éxito actividades de exploración de teorías implícitas que tienen los alumnos respecto al campo de conocimiento que se esta estudiando o ideas previas. ¿Qué contenidos en biología es factible enseñar por conflicto cognitivo? En grandes bloques pueden abordarse temas como la ciencia. Los paradigmas en biología; la célula; la evolución; la homeostasis; la ecología, etcétera. Consideremos un ejemplo. ¿Cómo caracterizamos a un ser vivo? ¿Cuál es nuestra concepción de un ser vivo? A continuación se plantean un conjunto de enunciados. Detecta los errores y anota lo que es correcto. Enunciados 1 2
El ser vivo es aquel conjunto de átomos y moléculas con una determinada estructura. En el ser vivo la estructura de millones de átomos, manifiesta la presencia de fuerzas biológicas que llevan a la operación sistemas de información y control que
Errores detectados
Anota lo que es correcto
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permiten mediante la adquisición de energía, la reparación y mantenimiento de la estructura misma y la replicación de la misma. El ser vivo es un sistema abierto que intercambia energía, materia e información con su entorno. Las fuerzas de conservación son las responsables de establecer la relación del ser vivo con el medio y su transformación. Las fuerzas organizadoras en el sistema vivo orientan el intercambio según la información con que poseen.
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Las fuerza genéticas, con la información con que cuentan replican la estructura biológica en todas sus partes, incluso el mismo aparato genético. 7 De la célula padre-madre original desciende toda la vida: todos los entes vivos somos finalmente hermanos. 8 La célula original ha probado su eficacia y su inmortalidad como forma de vida, pues sobrevive en el día de hoy al lado de sus bisnietos 9 Un ser vivo no puede existir aislado de los demás, ni del medio que le corresponde. 10 La vida es expansionista, imperialista, porque se apropia del medio y se multiplica. 11 Lo anteriormente mencionado se aplica a nosotros, mientras somos seres vivos y de ahí que, en forma colectiva e individual, tendemos por naturaleza a apropiarnos del medio, a adueñarnos de una porción del mismo y a competir con nuestros iguales en esa apropiación, y también tendemos a reproducirnos y como seres vivos somos expansionistas, imperialistas, y lo anterior se nos manifiesta desde que nacemos. ¿Qué esperamos con este ejercicio? Que en la columna de errores detectados se anote aquello que contraste con lo que se considera trae el alumno como preconceptos y que lo reafirme al hacer una propuesta de lo que consideraría como correcto. Posterior a una sesión donde se rescaten los aspectos esenciales del tema; se pediría que elabore una estructura donde se logre una teoría mas explicativa característica de la ciencia y modelo científico de lo que es un ser vivo. A continuación ofrecemos otro ejemplo.
Uno de los grandes problemas que se ha planteado el ser humano es el de los orígenes, inquietud que lo ha conducido a imaginar diversas posibilidades. Por favor efectúa la lectura del siguiente escrito. “Las criaturas tales como piojos, garrapatas, pulgas y gusanos son nuestros miserables huéspedes y vecinos, pero nacen de nuestras entrañas y excrementos. Porque si colocamos ropa interior llena de sudor con trigo en un recipiente de boca ancha, al cabo de veintiún días el olor cambia y el fermento, surgiendo de la ropa interior y penetrando a través de las cáscaras de trigo, cambia al trigo en ratones. Pero lo que es más notable aun es que se forman ratones de ambos sexos y que éstos se pueden cruzar con ratones que hayan nacido de manera
normal. Lo verdaderamente increíble es que los ratones que han surgido del trigo y la ropa íntima sudada no son pequeñitos, ni deformes ni defectuosos, sino que son ¡adultos perfectos!” ¿Te parece congruente con tus conocimientos? ¿Crees que si aplicaras esta receta obtendrías los resultados que indica? Anota cada aspecto que te parezca es incorrecto. ¿Qué opinión tienes de la lectura? Científicamente ¿Cual es la explicación dada al escrito? Con los anteriores ejemplos se evidencia la complejidad de este proceso y las desventajas de su aplicación. Uno de los aspectos más difíciles de superar es el desconocimiento de las concepciones alternativas o conceptos erróneos, nociones ingenuas y pre-científicas, pues en la medida que se les conozca se tendrán más estrategias de eliminación, contrastándolas cognitivamente. UMA 3. DIFICULTADES DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE A TRAVÉS DEL ENFOQUE DEL CONFLICTO COGNITIVO Cuando se analizan las similitudes de este enfoque con respecto al tradicional, encontramos coincidencias, por lo que debemos mencionar que en varias ocasiones el enfoque tradicional ha asimilado la propuesta de cambio conceptual, como una alternativa de enseñar contenidos científicos y con ello parte de lo que consideramos como conflicto cognitivo. Las dificultades de enseñanza y aprendizaje a partir de este enfoque pueden analizarse desde varios ángulos. El primero es el que hace referencia al conocimiento de este enfoque por parte de los docentes, y su manejo de tal manera que se optimice su uso. Clarificar al docente las características de este enfoque, entrenarlo y motivarlo a que elija contenidos y los aplique de acuerdo al mismo implica un enfrentamiento gradual, que repercutirá en una mejor enseñanza y su impacto en el aprendizaje. Sin embargo, estamos conscientes de que el maestro de biología debe seguir un programa de estudio, por lo que tiene que aprender antes una amplia gama de contenidos, que abarcan desde el nivel molecular hasta el de ecosistema; o desde las características del reino monera hasta el animalia, pasando por los reinos protista; fungi y plantae. ¿Por qué es importante mencionar lo anterior? Recordemos que algunos de los aspectos que del aprendizaje por conflicto cognitivo son: a) Que el sujeto cognoscente (el alumno o el maestro en formación) debe sentir insatisfechos sus propias concepciones. En un afán de autocrítica, hemos hecho un análisis de ideas previas o preconcepciones. ¿Poseemos ideas erróneas sobre la ciencia u otros contenidos de la biología? ¿Qué preconcepciones tienen nuestros alumnos sobre diferentes temas biológicos? La situación didáctica requerida para la ejecución de este enfoque considera que el sujeto adquiera una concepción que inteligible y creíble; el nuevo conocimiento debe parecer al alumno más potente que sus ideas, lo que llevaría a la búsqueda de la solución del conflicto cognitivo. Este enfoque hace énfasis en la necesidad de tener en cuenta las teorías implícitas, nociones ingenuas de los estudiantes y también de los académicos, en su fase inicial de actividad.
Mencionamos lo anterior porque en sus prácticas profesionales iniciales, el docente no elimina espontáneamente sus experiencias y tarde o temprano hará conexiones con el objeto de estudio que este trabajando. Según Marrero Acosta (Citado en Rodríguez, 2000). “las teorías implícitas se abstraen, principalmente, a partir de un conjunto de experiencias almacenadas en la memoria (…) se ha comprobado que los profesores principiantes se encuentran con ciertos problemas específicos de su estatus profesional: imitación acrítica de conductas observadas en otros profesores, aislamiento de sus compañeros, dificultad para transmitir el conocimiento adquirido en su etapa de formación y desarrollar una concepción técnica de la enseñanza (…)cuando responde a las múltiples y complejas demandas en el proceso de enseñanza-aprendizaje, en su practica áulica, el profesorado responde con esquemas asociados a su visión implícita de la enseñanza, como resultado de su experiencia como alumno y a los modelos pedagógicos que internalizó en su pasado escolar”.
Reflexionemos como sujetos cognoscentes (ya sea en el rol de docentes o discentes -alumnos-) ¿Cómo es la interacción entre un conocimiento previo y uno nuevo, que aparentemente son incompatibles? ¿Por qué se da una persistencia del conocimiento previo? Cuando se da el cambio ¿A través de qué procesos cambiamos nuestras concepciones alternativas por concepciones aceptadas en el contexto científico? ¿Cómo y cuándo ocurre el cambio conceptual? Recordemos que según Piaget “el conocimiento es esencialmente estructural y no conceptual como sugieren los estudios sobre cambio conceptual (…) Por mucho tiempo se ha aceptado que la acomodación cognitiva requiere una experiencia que en estado de desequilibrio, provocaría disonancia o conflicto, conduciendo a una acomodación cognitiva que aparecería como un inmediato cambio conceptual.” Pozo (1992) y Nussbaum (1989), citados en Moreira y Greca (2003). ¿Qué implicaría lo expuesto en el párrafo precedente? Si nos ubicamos en el escenario de la enseñanza formal de un determinado tema de biología, la estrategia implicaría generar un conflicto cognitivo de magnitud tal, que el contraste favoreciera la acomodación, pero no tan grande que motive el abandono de la tarea. Lograda la acomodación, tendríamos un cambio conceptual. Ciertos expertos en esta área emiten puntos de vista que tienden a evitar complicaciones con el uso de este enfoque y que se citan en Moreira y Greca (2003): Silveira (1991), ha propuesto una estrategia en la cual el profesor empezaría la clase como si las concepciones alternativas de los alumnos fueran científicamente correctas, usándolas para explicar fenómenos físicos. Pero a continuación, el uso de tales concepciones deberían llevar a conclusiones erróneas, además de no ser capaz de explicar unas cuantas situaciones físicas”. Nussbaum, dice que “la estrategia de conflicto recuerda la visión de Karl Popper (1987), que mantiene que las teorías son falseadas y rechazadas en base a un experimento crucial. Sin embargo, otros filósofos de la ciencia argumentan que hay otros mecanismos para rechazar teorías. El conflicto entre la teoría vigente y la contra-evidencia generada por el experimento, no es suficiente para rechazar la teoría.”
De manera análoga, se ha visto que aun cuando el conflicto cognitivo sea impactante, muchas veces no es suficiente para lograr el cambio de las concepciones alternativas; sobretodo cuando son reforzadas constantemente. Solomon (1984) mencionó que los “significados que subyacen las concepciones alternativas no pueden ser obliterados, incluso cuando están en contra de la ciencia, porque son continuamente reforzados por el lenguaje cotidiano.”
Oliva (1999) señala que “las concepciones que se detectan no son sino la punta del iceberg que asoma por encima de la superficie del agua (…) las ideas que los alumnos manifiestan y que se delimitan directamente a través de los cuestionarios y entrevistas, no serian en sí mismas las concepciones que estos poseen, sino sus manifestaciones externas mediatizadas por factores tales como el contexto o la tarea. De ahí que pueda existir un cierto grado de indeterminación entre lo que observamos en las respuestas y el conocimiento que realmente se encuentra detrás.”
En biología tenemos un amplio espacio por recorrer en todos los aspectos y niveles donde se imparte esta ciencia, así como en los agentes participantes en el proceso de enseñanzaaprendizaje, involucrando los planes y programas de las instituciones, aspectos que se comprenderán más ampliamente al incrementar la investigación educativa asociada a los mismos.
