Niveles de observacin escalar en el anlisis de representaciones

Comunicación oral
Área temática 6. Líneas de investigación en didáctica de la biología
NIVELES DE REPRESENTACIÓN IDENTIFICADOS EN EL ANÁLISIS DE DIBUJOS DE NIÑOS Y
NIÑAS DE 4 A 12 AÑOS SOBRE PROCESOS BIOLÓGICOS
ADRIANNA GÓMEZ
Educación en Ciencias, Unidad Monterrey
Cinvestav
Nuevo León, MEXICO
[email protected]
Comunicación oral
NIVELES DE REPRESENTACIÓN IDENTIFICADOS EN EL ANÁLISIS DE DIBUJOS DE NIÑOS Y
NIÑAS DE 4 A 12 AÑOS SOBRE PROCESOS BIOLÓGICOS1
Resumen
En este trabajo se estudian los niveles de representación utilizados por alumnos de educación básica al
representar fenómenos biológicos. Partimos de la propuesta de Johnstone y colaboradores sobre tres niveles de
representación en biología: macro, micro y bioquímico o simbólico. En los resultados obtenemos que los
alumnos utilizan los niveles macro, micro y bioqímico, pero también el nivel invisible, propuesto para física.
Además, introducen simbologías para representar los niveles micro, invisible y bioqímico. Identificamos
complejas transiciones hacia la representación simbólica donde los alumnos utilizan símbolos convencionales,
otros inventados por ellos, y también los símbolos usados en la disciplina científica.
Introducción
Los procesos biológicos, dada su complejidad y el hecho de que transcurren en escalas de tiempo y
espacio muy pequeños o muy grandes, resultan difíciles de observar, así como de generar representaciones2 de
los mismos. Al mismo tiempo podemos notar que las representaciones (textos, dibujos y maquetas) son
ampliamente usadas, tanto en la clase de biología, como en los libros de texto.
Una de las líneas de investigación relacionada con la elaboración de representaciones en la clase de
ciencias, es la concerniente a los niveles de representación. La propuesta de Johnstone y colaboradores (1991) es
que se usan tres niveles de representación en el estudio de fenómenos químicos: Simbólico (comprende una
amplia variedad de formas pictóricas, algebraicas y computacionales), submicroscópico (comprende el nivel
particulado, que puede ser utilizado para describir el movimiento de los electrones, moléculas, partículas o
átomos) y el macroscópico (comprende referencias a las experiencias cotidianas de los alumnos). Este autor
propone que también se usan tres niveles en Física y Biología. En Física serían: macro (objetos visibles),
invisibles (por ejemplo fuerzas, reacciones, electrones) y simbólicos (matemáticas, formulas).En biología: macro
(plantas, animales), micro (células) y bioquímico o simbólico (dna, etc.) (Treagust, 2007).
Las dificultades para que los alumnos comprendan algunos fenómenos biológicos se han relacionado con
problemas para comprender y establecer relaciones entre estos niveles, y con la forma en que se usan en clase
por parte de los profesores.
En este trabajo analizamos una serie de dibujos generados en tres secuencias didácticas, una dirigida a
pre-escolar (4 y 5 años de edad), otra a 5º año de primaria (11 años) y otra a un grupo integrado de 5º y 6º años
(11 y 12 años de edad). El objetivo del análisis fue determinar los niveles de representación que los niños y las
niñas incluían en sus dibujos. En la secuencia dirigida a pre-escolar y al grupo integrado de 5º y 6º años, se
interpretó la captación de estímulos a través de los cinco sentidos, y en la dirigida a 5º de primaria la fotosíntesis
en plantas. En todas las secuencias se grabaron las conversaciones con los alumnos y se fotocopiaron los
dibujos.
Desarrollo
Durante el desarrollo de las tres secuencias didácticas se analizaron los niveles de representación
generados en los dibujos. Como resultado hemos identificado cuatro niveles de representación que los
estudiantes utilizan para representar fenómenos biológicos: macroscópico, microscópico, bioqímico e invisible
(según la propuesta de Johnstone et al.). En nuestros resultados encontramos que los cuatro niveles son
representados utilizando diversa simbología, que puede ser más o menos abstracta.
A continuación ejemplificamos brevemente los niveles identificados.
Nivel macro. Objetos visibles y presentes en la experiencia cotidiana de los alumnos
Nivel microscópico: Sistemas, órganos y células.
Nivel biquímico: Moléculas
Nivel invisible: Fuerzas, flujos, ondas, energía, etc.
Como ejemplo ponemos aquí los siguientes dibujos. En el 1, realizado por un niño de cinco años, se
muestran tres niveles. Macro: cara, orejas; Micro: cerebro, neuronas y conexiones entre el oído, lengua, ojos,
1
Investigación apoyada por el CONACYT y la SEP-SEB, México, proyecto 48374.
Entendemos aquí las representaciones como las diversas formas en que puede ser expresado una idea o un modelo científico, es decir,
textos, dibujos, maquetas, diagramas, etc.
2
nariz y cerebro; e Invisible: ondas sonoras. Observamos que las neuronas son representadas simbólicamente con
figuras ameboideas (símbolo inventado por el alumno), y las ondas sonoras a través de notas musicales (símbolo
convencional).
En el dibujo 2 (y 3 detalle) realizado por una niña de 11 años sobre cómo las plantas producen su
alimento, podemos observar 3 niveles: Macro: planta, hojas, raíces; Bioquímico: moléculas de agua y de HC; e
Invisible: flujos de agua y luz. La representación del nivel bioquímico se corresponde con la simbología aceptada
en la disciplina científica. Finalmente en el dibujo 4, un alumno de 11 años representa también cómo las plantas
producen su alimento. Llama la atención que él representa el nivel bioquímico de forma simbólica, pero a
diferencia del dibujo anterior, inventa su propia simbología; podemos notar que las moléculas del exterior de la
planta son casi redondas, mientras en el interior han sufrido una transformación y son irregulares.
Dibujo 1.
Dibujo 2.
Dibujo 3 (detalle)
Dibujo 4
En el análisis de las conversaciones encontramos que los alumnos establecen relaciones causales
simples entre los niveles de representación. El nivel invisible (correpondiente a física) es incorporado ante la
pregunta ¿qué cambia fuera del ser vivo, en el ambiente?, mientras el microscópico ante la pregunta ¿Qué pasa
dentro de los seres vivos? En términos generales incorporan una representación simbólica propia (inventada por
ellos) cuando tienen una noción abstracta pero aun no cuentan con un símbolo consensuado.
Conclusiones
En nuestros resultados los alumnos hacen uso de los tres niveles propuestos por Johnstone para la
biología, y también incorporan el nivel invisible, planteado para la física. Por otra parte, Johnstone propone que
uno de los 3 niveles, en cada disciplina, es simbólico. Nuestros resultados difieren de los propuestos por
Johnstone en el sentido de que encontramos que todos los niveles pueden ser representados simbólicamente por
los alumnos. Además, observamos complejas transiciones entre los cuatro niveles identificados y el simbólico.
Los alumnos pueden usar distintas formas de representación simbólica para el mismo fenómeno (tal como
observamos en los dibujos 3 y 4). Algunos símbolos utilizados por el alumnado coinciden con estándares
establecidos, como el caso de las notas musicales, otros son más personales y responden a una forma de imaginar
el mundo invisible, microscópico o bioquímico por parte de los alumnos (como las neuronas del dibujo 1), y
otras a una simbología personal para plasmar ideas específicas (como el caso de las esferas irregulares para
denotar transformaciones, en el dibujo 4).
Los dibujos analizados pueden considerarse explicaciones complejas (introducen varios niveles de
representación y diversos simbolismos) que además incorporan niveles descritos tanto para la biología como
para la física. Para evitar confusiones por parte de los alumnos podría ser conveniente incorporar la
argumentación y negociación social de los significados de las representaciones, explicitando relaciones causales
entre los niveles representados (Gómez, 2006), así como el uso y transformación de la simbología.
Finalmente, podemos decir que aún es necesaria mayor investigación para comprender los niveles de
representación utilizados por los alumnos y para poder apoyar de la mejor manera a los estudiantes a transitar
por los diversos niveles de representación generando explicaciones que les sean significativas.
Bibliografía
Gómez, A., Sanmartí, N. y Pujol, R. (2006) Explaining events in the environment to primary school
students. Journal of Biological Education, 40 (4),: 149-154.
Johnstone, A., Moher, T., Ohlsson, S. y Leigh, J. (2001) Exploring Multiple Representations In
Elementary School Science Education. IEEE, Yokohama, Japon.
Treagust, D. (2007) General instruction methods. En: Handbook of research in science education. Abell,
S. y Lederman, N. (Eds.) Londres:LEA.