Es cierto que las capacidades de los alumnos siempre

Es cierto que las capacidades de los alumnos siempre
se distribuyen siguiendo una curva normal?
Una creencia común entre los profesores es que las capacidades de sus alumnos
y, por tanto, los resultados de las pruebas que se utilizan para medirlas, se distribuyen
siguiendo la conocida distribución gaussiana [Gil, Carrascosa, Furió, y Martínez
Torregrosa, 1991, p. 96]. Esta creencia no sólo es propia de los profesores: muchos
investigadores suponen ingenuamente que las medidas relacionadas con las capacidades
de los sujetos que intervienen en las investigaciones psicopedagógicas se distribuyen
siguiendo una curva normal y basan sus análisis estadísticos en esta suposición.
Lo cierto es que existe una amplia evidencia experimental que demuestra que los
resultados obtenidos en muchas pruebas psicométricas no siguen una distribución
normal. Así, por ejemplo, ya en 1989, Micceri revisó 440 medidas psicométricas o de
rendimiento académico con el objetivo de determinar en qué proporción de estas
pruebas se observaban distribuciones normales [Micceri, 1989]. Como ejemplos cabe
citar las pruebas estandarizadas de rendimiento en diversas materias que se utilizan de
manera generalizada en Estados Unidos o resultados obtenidos en pruebas utilizadas en
trabajos publicados en revistas especializadas. Aplicando el test de Kolmogovor
Smirnov se encontró que en el 100% de los casos, las distribuciones se desviaban
significativamente de la curva normal. Sólo en 16 medidas de capacidad los resultados
fueron razonablemente próximos a una curva gaussiana [Micceri, 1989, p. 161.]. No
resulta sorprendente que Micceri titulase el artículo en el que informaba de estos
resultados como "El unicornio, la curva normal y otras criaturas improbables".
Analícense las calificaciones obtenidas en los últimos años por los
alumnos de alguna de las asignaturas propias. ¿Se distribuyen siguiendo
una curva normal?
La realidad anterior ha motivado que en los últimos años haya surgido una
preocupación cada vez mayor por la disponibilidad y uso de pruebas estadísticas
"robustas", es decir, pruebas cuyos resultados sean válidos incluso aunque no se
cumplan las suposiciones típicas sobre normalidad de las variables que fundamentan las
pruebas estadísticas tradicionales.
¿Por qué la teoría de Piaget del desarrollo cognitivo es
tan útil para los profesores?
A pesar de que algunos de sus postulados iniciales han sido ampliamente
cuestionados por las investigaciones posteriores, la teoría de Piaget del desarrollo
evolutivo constituye todavía hoy un punto de referencia imprescindible para entender el
desarrollo evolutivo y su influencia en los límites del aprendizaje. En otro apartado se
revisan los elementos fundamentales de esta influyente teoría.
¿Cuáles son las principales etapas del desarrollo
cognitivo?
A pesar de que algunos de sus postulados iniciales han sido ampliamente
cuestionados por las investigaciones posteriores, la teoría de Piaget del desarrollo
evolutivo constituye todavía hoy un punto de referencia imprescindible para entender el
desarrollo evolutivo y su influencia en los límites del aprendizaje. En este apartado se
revisan los elementos fundamentales de esta influyente teoría.
Piaget concibe el desarrollo evolutivo como un proceso dinámico que pasa
por diversos estados de equilibrio. El desarrollo se origina en gran parte por la
actividad del sujeto y debido a su interacción con el medio que le rodea
mediante dos mecanismos: acomodación y asimilación. La asimilación implica
la inclusión en la estructura cognitiva de los sujetos de elementos externos
ajenos a la misma. La acomodación implica una modificación de los elementos
existentes.
Según Piaget, cada una de las etapas por las que se pasa durante el desarrollo
evolutivo está caracterizada por determinados rasgos y capacidades. Cada etapa incluye
a las anteriores y se alcanza en torno a unas determinadas edades más o menos similares
para todos los sujetos normales. A grandes rasgos, las etapas que determinan el
desarrollo evolutivo son las siguientes:
a) Período sensoriomotor (0-2 años). En esta etapa se adquieren los primeros
esquemas siempre limitados a experiencias motoras y sensoriales.
b) Período preoperacional (2-7 años). Se realizan las primeras inferencias lógicas y
comienza el proceso de simbolización, que consiste en traducir las experiencias
a códigos mentales. La capacidad de razonar está todavía muy limitada a
cadenas sencillas. Otros rasgos de esta etapa son el marcado egocentrismo
(dificultad para analizar la realidad desde otra realidad distinta de la personal),
"centraje" (tendencia a considerar sólo los datos más relevantes) y falsa
generalización (tendencia a generalizar a partir de casos particulares).
c) Etapa de las operaciones concretas (7 a 14 años). Las operaciones concretas
adquieren mayor desarrollo y se pueden realizar clasificaciones. Los sujetos
pueden analizar las situaciones basándose siempre en datos concretos en vez de
en formulaciones verbales. Las relaciones se entienden en función de
propiedades sensibles de los objetos y suelen ser siempre lineales (a mayor
causa, mayor efecto). Todavía no se realiza el control de variables, una de las
características que Piaget supone para el pensamiento formal. Por tanto, en una
tarea de combinación de elementos, los sujetos actúan de forma desordenada y
sin seguir ninguna pauta sistemática.
d) Etapa de las operaciones formales (desde los 14-15 años). Esta etapa constituye
el último peldaño en el desarrollo evolutivo. Por su interés para el aprendizaje de
las ciencias conviene analizarla con más detalle.
El desarrollo evolutivo consiste en el paso por una serie de etapas o estadios
¿Qué es el pensamiento formal y por qué es tan
importante para el aprendizaje de las ciencias?
El último de los estadios identificados por Piaget, el correspondiente a las
operaciones formales, se caracteriza por unas destrezas que tienen especial relación con
procesos de pensamiento frecuentes en la ciencia. Esta etapa corresponde a los alumnos
adolescentes y a la edad adulta. Las características que definen el pensamiento formal
pueden clasificarse en funcionales y estructurales. Las primeras se refieren a los
enfoques y estrategias para abordar los problemas y tareas, mientras los rasgos
estructurales se refieren a estructuras lógicas que sirven para formalizar el pensamiento
de los sujetos [Carretero, 1980, pág. 3]. A continuación se detallan las características
funcionales del estadio de las operaciones formales tal como fueron propuestas
inicialmente por Piaget:

Lo real se concibe como un subconjunto de lo posible: a diferencia de los sujetos
que están todavía en el estadio de las operaciones concretas, los que han
alcanzado el estadio formal pueden concebir otras situaciones distintas de las
reales cuando abordan las tareas a que son sometidos. Por tanto, son capaces de
obtener todas las relaciones posibles entre un conjunto de elementos.

Carácter hipotético deductivo: la hipótesis es el instrumento intelectual que se
utiliza para entender las relaciones entre elementos. Ello es así porque muchas
de las relaciones que el sujeto concibe no han sido comprobadas. Los sujetos
estarían capacitados para comprobar estas hipótesis mediante las deducciones
correspondientes y ello podría hacerse con varias hipótesis a la vez, de manera
simultánea o sucesiva.

Carácter proposicional: las hipótesis se expresan mediante afirmaciones y lo
sujetos pueden razonar sobre estas afirmaciones mediante el uso de la
disyunción, la implicación, la exclusión y otras operaciones lógicas. Mientras los
sujetos en el estadio de las operaciones concretas realizarían estas operaciones
directamente a partir de los datos de la realidad, los sujetos formales convierten
los datos en proposiciones y actúan sobre ellas.
Las características estructurales que definen el estadio de las operaciones
formales son las siguientes:

La combinatoria: las posibles combinaciones de unos elementos determinados
constituyen una estructura que representa la capacidad de los sujetos para
concebir todas las relaciones posibles entre los elementos de un problema.

El grupo de las cuatro transformaciones: esta estructura representa la capacidad
de los sujetos formales para operar simultáneamente con la identidad, la
negación, la reciprocidad y la correlación. Estas operaciones formarían una
estructura de conjunto, ya que cualquiera de ellas puede expresarse como una
combinación de las restantes.
La propuesta inicial de Inhelder y Piaget añadía unas suposiciones
adicionales sobre el desarrollo del pensamiento formal que son relevantes
para el aprendizaje de las ciencias [Pozo y Carretero, 1987, pág. 37]:

El pensamiento formal es cualitativamente distinto de las
operaciones concretas.

El pensamiento formal se desarrolla de modo espontáneo y sería
universal. Este tipo de pensamiento estaría generalizado a partir de
los 14 o 15 años.

El pensamiento formal sería uniforme y homogéneo y permitiría
resolver todo tipo de tareas con independencia del contenido de las
mismas.
Es formal el pensamiento formal?
Los resultados de diversas investigaciones motivaron que el propio Piaget se
viese obligado a formular ciertas matizaciones para corregir su teoría de las operaciones
formales [Carretero, 1980]. Según estos cambios, la mayoría de los sujetos no
accederían al pensamiento formal hasta los 15-20 años, y esto siempre que el medio
social y la experiencia proporcione los estímulos necesarios para ello. Por otra parte, la
llegada a las operaciones formales no se manifestaría en todos los terrenos, sino que
dependería de las aptitudes e intereses de los individuos, así como de su aprendizaje.
Esta última precisión supone un cambio importante en los postulados iniciales de Piaget
y tiene su origen, sin duda, en los resultados de múltiples investigaciones que pusieron
claramente de manifiesto que los sujetos con capacidades de pensamiento formal en
algunos terrenos tienen un nivel de desempeño similar al de sujetos en el estadio de
operaciones concretas cuando resuelven tareas propias de otros dominios desconocidos
[Pozo y Carretero, 1987]. Además, es perfectamente posible que se observen algunas
características del pensamiento formal y no se muestren otras. Pozo pudo comprobar
que incluso estudiantes universitarios de carreras de letras que aplicaban destrezas
propias del pensamiento formal en áreas en las que eran expertos mostraban un nivel de
actuación similar al de alumnos de EGB en áreas desconocidas, como la Física [Pozo,
1987b]; [Pozo, 1987c]. Los resultados de una investigación realizada por Marín apuntan
en esta dirección. Este autor encontró que el 55% de una muestra de alumnos de
Magisterio tenían una actuación de nivel concreto, mientras un 45% de la muestra se
desempeñaba a nivel formal en tareas de control de variables [Marín, 1994]. Por último,
cambios en la demanda de las tareas son suficientes para que los sujetos dejen de aplicar
destrezas propias del pensamiento formal [Níaz, 1995b].
Los resultados de las investigaciones postpiagetanas han planteado,
pues, serias dudas sobre el carácter formal del pensamiento formal. De
una herramienta potentísima que bastaría, casi, para abordar cualquier
tarea, se ha pasado a una concepción según la cual es posible actuar a
nivel formal en determinadas tareas y a nivel mucho más concreto en
otras. Pozo y Carretero llamaron a este problema "la crisis de la
omnipotencia lógica" [Pozo y Carretero, 1987]. El pensamiento formal ni
siquiera sería un pensamiento en el sentido de una estructura de conjunto
sino, más bien, una colección de estrategias o esquemas que no se
adquieren unitariamente y que, por supuesto, no son totalmente formales.
En un movimiento de vaivén, muy propio de la investigación en las
ciencias humanas y sociales, se ha pasado de un énfasis casi exclusivo en
el desarrollo de determinadas capacidades de razonamiento formal a
prestar de nuevo atención a los contenidos concretos. Ahora sabemos que
el pensamiento formal es, probablemente, una condición necesaria para
acceder al conocimiento, pero no es una condición suficiente [Pozo y
Gómez, 1997, p. 86].
Cómo puedo saber si mis alumnos han alcanzado el
pensamiento formal?
Para averiguar si los alumnos han alcanzado el pensamiento formal se pueden
utilizar diversos tests. Uno de ellos es el test de Longeot. En este tipo de pruebas se
somete a los sujetos a tareas propias del pensamiento formal (ej: generar combinaciones
de elementos, control de variables, etc.).
La aplicación de estas pruebas debe hacerse siempre siguiendo las
recomendaciones y precauciones que aconsejan los expertos. Es mejor dejar esta tarea
en manos de alguien que conozca los procedimientos y limitaciones de las mismas.
Qué implicaciones tiene la teoría de Piaget para la
enseñanza de las ciencias?
Bajo la óptica de la teoría de Piaget, los profesores encontraron una posible
explicación al fracaso de sus alumnos: "no son formales". En efecto, es posible que la
realización de determinadas tareas propias de la ciencia requiera el uso de capacidades y
destrezas propias del pensamiento formal cuando es muy probable que los alumnos
todavía no hayan alcanzado este estadio. Esta objeción es ciertamente digna de ser
tenida en cuenta y ha dado lugar a una línea de investigación de la cual Shayer y Adey
son, quizás, los más conocidos exponentes. Estos autores desarrollaron una taxonomía
que permite clasificar el nivel de exigencia de determinados contenidos y tareas propias
del aprendizaje de las ciencias de acuerdo con los esquemas mentales implicados
[Shayer y Adey, 1984]. La idea básica que subyace en el trabajo de Shayer y Adey es
que existe una dependencia directa entre la estructura de un determinado contenido
científico y las capacidades cognitivas necesarias para entenderlo. Estos autores
desarrollaron diversas Taxonomías para el Análisis del Currículo en las que clasifican el
nivel de exigencia cognitiva que requieren los distintos núcleos conceptuales que
componen los planes de estudio típicos en Física y Química de acuerdo con la
profundidad o el modo en que se aborden. Así, por ejemplo, para entender plenamente
relaciones entre tres variables se necesita un estadio de desarrollo formal avanzado.
Gracias al trabajo de Shayer y Adey hemos podido constatar que, con
frecuencia, existe una discrepancia entre el grado de desarrollo evolutivo de los alumnos
de ciencias y el nivel de exigencia cognitiva de muchas de las tareas que se exigen en
los programas escolares. Esta situación plantea algunos problemas tanto en lo que se
refiere a la selección de contenidos como en lo que se refiere a su secuenciación y
estructuración. En cualquier caso, las implicaciones para la Didáctica de las Ciencias del
trabajo de Shayer y Adey son claras: el desarrollo evolutivo impone un límite a lo que
los alumnos pueden aprender. Queda, como siempre, el gran problema de la enseñanza:
¿qué actividades y contenidos elegir de acuerdo con las limitaciones anteriores?. Si
incluimos contenidos de un nivel formal superior al que han alcanzado los alumnos, no
podrán asimilarlos y los aprenderán de memoria o de manera incompleta. Si optamos
por contenidos y actividades demasiado simples no tendrán efecto en el desarrollo del
alumno. La respuesta parece estar en un término medio: hay que elegir contenidos y
actividades que tengan un nivel de exigencia formal intermedio que sea asequible para
el alumno, pero que supongan algún reto que impulse el desarrollo evolutivo.
Por qué se dice que la teoría de Piaget va ligada al
aprendizaje por descubrimiento?
El aprendizaje por descubrimiento se asocia en general a los niveles de
enseñanza primaria y secundaria y, de hecho, fue una de las primeras alternativas que se
ofrecieron al aprendizaje repetitivo tradicional en estas etapas. Los defensores del
aprendizaje por descubrimiento fundamentaban su propuesta en la teoría de Piaget.
La predilección de Piaget por el aprendizaje por descubrimiento se pone de
manifiesto en su insistencia por este enfoque docente. El aprendizaje por
descubrimiento, con su énfasis en la participación activa de los alumnos y en la
aplicación de los procesos de la ciencia, se postulaba como una alternativa a los
métodos pasivos basados en la memorización y en la rutina.
¿Cuáles son las características de la enseñanza
tradicional de las ciencias y por qué ésta plantea tantos
problemas?
El cuadro que se desprende de los resultados de las investigaciones sobre las
ideas alternativas, las estrategias de razonamiento y las concepciones epistemológicas
de los alumnos puede parecer inquietante. En primer lugar, los estudiantes tienen
dificultades para aplicar estrategias de pensamiento formal en contextos en los que no
están acostumbrados y mantienen ideas alternativas científicamente erróneas que
resisten a los métodos de enseñanza tradicionales. Además, cuando abordan el análisis
de problemas científicos utilizan metodologías superficiales y aplican heurísticos
importados del contexto cotidiano; pero de dudosa utilidad cuando se trabaja con
contenidos científicos. Por último, sus concepciones epistemológicas sobre la ciencia, el
conocimiento científico y el aprendizaje suelen ser inadecuadas. Lo peor de todo es que
los factores anteriores no son meros obstáculos pasivos que hay que eliminar, sino
verdaderos elementos opositores activos que sesgan y filtran los conocimientos
académicos y que pueden hacer que fracasen los intentos por conseguir el aprendizaje
significativo de las ciencias. Para acabar de complicar las cosas, en muchas ocasiones
las estrategias metacognitivas de los alumnos son realmente pobres (no saben que no
saben). Pareciera que, en palabras de Pozo, existiese una especie de conspiración
cognitiva contra el trabajo del profesor [Pozo, 1987b, pág. 83].
Sánchez y Valcárcel han comparado los rasgos fundamentales que
definen los métodos tradicionales basados en una enseñanza por
transmisión frente a los que promueven el aprendizaje entendido como
construcción de conocimientos [Sánchez y Valcárcel, 1993]. Las dos
concepciones se diferencian en el papel que desempeñan en el aprendizaje
factores como la labor del profesor (transmitir conocimientos frente a
facilitar situaciones de aprendizaje), el papel del alumno (asimilar
información frente a construir información) y la mente del sujeto que
aprende (receptáculo inicialmente vacío o con algunas ideas fácilmente
reemplazables frente a una estructura organizada de ideas y estrategias
de razonamiento resistentes al cambio). Las concepciones del aprendizaje
son radicalmente distintas (llenar un recipiente vacío frente a modificar,
sustituir o ampliar ideas o conceptos existentes), al igual que las
concepciones sobre el conocimiento (algo que existe fuera frente a algo
que construye cada individuo) y, en consecuencia, existe oposición en la
concepción acerca de las variables que inciden en el aprendizaje
(situaciones externas, profesor, clase libros y experimentos frente a
situaciones internas e ideas alternativas de los alumnos).
Los métodos expositivos tradicionales suelen ser aburridos.
Es innegable que en muchas aulas predomina un modelo tradicional
y es evidente que los modelos basados en la transmisión tienen
dificultades para promover el aprendizaje significativo. Según Calatayud,
Gil y Gimeno, estos modelos tienen su fundamento en unas suposiciones
inadecuadas
[Calatayud, Gil y Gimeno, 1992]

Enseñar es una tarea fácil y no requiere una especial preparación.

El proceso de enseñanza/aprendizaje se reduce a una simple
transmisión y recepción de conocimientos elaborados

El fracaso de muchos estudiantes se debe únicamente a sus propias
deficiencias: falta de nivel, falta de capacidad, etc.
El extenso uso que se hace de la lección unidireccional se debe a la
rapidez y sencillez para la transmisión de conocimientos, pese a sus
conocidos inconvenientes [Beléndez, 1996, pág. 192]
Las prácticas que acompañan a las concepciones tradicionales son de sobra
conocidas: la actividad predominante en las aulas es la transmisión verbal de
conocimientos por el profesor con una falta casi absoluta de interacción entre los
alumnos y se pone el mayor énfasis en el aprendizaje de hechos básicos y definiciones y
las relaciones explícitas con aspectos de la vida cotidiana son escasas. De hecho, gran
parte de la enseñanza de las ciencias en nuestras aulas es descontextualizada, "siendo,
los métodos convencionales expositivo y uso del texto, básicamente, los grandes aliados
de esa descontextualización" [Cartaña y Comás, 1994, pág 262].
¿Qué son las concepciones epistemológicas de los
alumnos?
Los estudiantes de ciencias no solo tienen ideas alternativas sobre los contenidos
científicos. Los resultados de una de las líneas de investigación en aprendizaje de las
ciencias han puesto de manifiesto que también mantienen sus propias concepciones y
creencias sobre la naturaleza de la ciencia y del conocimiento científico y, además,
sobre sus propios procesos y productos del aprendizaje, esto es, los alumnos tienen sus
propias concepciones epistemológicas [Ryan y Aikenhead, 1992]; [Gaskell, 1992];
[Wolff-Michael, 1994]. Incluso universitarios [Petrucci y Dibar, 2001], profesores en
formación o en desempeño [Gustafson y Rowell, 1995]; [Praia y Cachapuz, 1994];
[Porlán, 1994]; [Linder, 1992] o personas que han alcanzado un alto grado de
especialización en áreas determinadas de la ciencia pueden mantener concepciones
epistemológicas inadecuadas sobre la ciencia y el conocimiento científico [Larochelle y
Désautels, 1991]. En contraste con los numerosos trabajos existentes sobre ideas
alternativas, el número de investigaciones sobre las concepciones epistemológicas y su
influencia en el aprendizaje de las ciencias es considerablemente menor. Según
Hammer, ello refleja la orientación tradicional de la enseñanza de las ciencias centrada
fundamentalmente en los contenidos [Hammer, 1994]. No obstante, en los últimos años
este tema ha comenzado a recibir más atención de la comunidad investigadora en
Didáctica de las Ciencias Experimentales. Así, por ejemplo, la revista Journal of
Research in Science Teaching dedicó su segundo número de 1998 a este tema. Hay que
hacer constar que algunos estudios en este área se orientan desde la investigación de los
aspectos metacognitivos.