EL USO DE LAS ANALOGIAS EN LA CLASE DE CIENCIAS

EL USO DE LAS ANALOGIAS EN LA CLASE DE CIENCIAS NATURALES.
UN ESTUDIO DE CASO
Sonia Liliana González Tovar1; Gina Alejandra Huérfano Aguilar 2
RESUMEN
El uso de analogías ha sido señalado como uno de los modelos más utilizados
por los maestros para acercar a los estudiantes a la comprensión de un tema
dentro del proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias. El presente
estudio de caso corresponde a la interpretación de la clase de ciencias naturales
de un profesor de grado noveno de un colegio privado de la ciudad de Bogotá, el
cual
aborda el tema de traducción del ADN, utilizando a partir de éste la
analogía de una empresa con un proceso de producción en masa para aproximar
al estudiante al conocimiento de dicho tema.
El estudio se realiza a través del ejercicio interpretativo de las transcripciones de
las clases permitiendo así analizar cómo está siendo concebida la analogía por el
profesor y, en efecto, cómo es transmitida al estudiante, asimismo reflexionar
acerca de la consistencia y pertinencia del uso de las analogías en la clase de
ciencias; ya que como lo menciona Tim (2004) una analogía guía a los alumnos en
la construcción de un modelo mental inicial del concepto a aprender basado en
algo familiar, ese modelo servirá para efectuar la transposición del nuevo
conocimiento.
Este trabajo inscrito dentro de un enfoque interpretativo, se apoya en un análisis
cualitativo utilizando el programa atlas ti, permitiéndonos reconocer que las
analogías utilizadas en el aula, son empleadas de manera espontánea, es decir,
haciendo uso de la creatividad y capacidad de improvisación del docente.
El estudio de caso permite justificar estudios a profundidad sobre las analogías en
la enseñanza de las ciencias, en tanto que el elemento analógico, no encuentra
consistencia para este caso con el elemento que se quiere dar a comprender por
los estudiantes.
ANTECEDENTES
Se asumen desde tres aspectos de interés que confluyen en estudios desde la
Química, Física y Biología: El desarrollo profesional del profesor en torno a su
práctica, epistemología; El aprendizaje por medio de analogías como recurso
didáctico en el aula y; Los modelos didácticos para la enseñanza de las analogías;
teniendo en cuenta su aporte y enriquecimiento desde diferentes ámbitos y
contextos al estudio de la utilización didáctica de las analogías y, que en
consecuencia, revelan su relación con los procesos de enseñanza y aprendizaje
de las ciencias.
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Estudiante X Semestre de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas - [email protected]
Estudiante X Semestre de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas - [email protected]
En primer lugar, se reconoce el aporte de Pérez (1999), ya que concibe a la
analogía, planeada y diseñada, como un medio para hacer que el estudiante,
encuentre en ésta una relación entre significados; sugiere de igual forma, dejar de
lado la memorización involucrando un razonamiento que converge entre la
cotidianidad y el concepto. Afirma que, planeadas correctamente, el uso adecuado
de las analogías, puede inducir en los alumnos, cierto tipo de aprendizaje
significativo y como resultado complementario, el interés en su proceso de
aprendizaje.
Asimismo, un número significativo de investigaciones y avances en esta línea, se
deben a los aportes de José María Oliva y col. (2001, 2003) quienes basados en
sus experiencias se han interesado en la indagación del desarrollo profesional del
profesorado, el conocimiento del contenido, el conocimiento didáctico del
contenido, y el conocimiento pedagógico, (en el sentido que lo define Porlán en
sus teorías) jugando un papel importante en el momento de comprender el uso
que hacen los maestros de las analogías.
En Oliva (2003) se presentan otros aspectos de este estudio, dentro de los cuales,
se destaca la valoración de la analogía como un recurso útil para la enseñanza y
se reconoce así mismo, la certeza que el docente tiene sobre las ventajas e
inconvenientes que puede plantear su uso, al analizar los guiones y rutinas que
caracterizan la metodología de trabajo del profesorado al utilizar analogías en su
aula, mediante la recurrencia a las propias percepciones y puntos de vista
manifestados por el profesorado cuando eran consultados.
Posteriormente Oliva (2004) presenta planteamientos respecto a las
características del razonamiento analógico, planteando el carácter interno que
tiene la construcción de la analogía como fenómeno asociado al estudiante y no
sólo a la explicación del profesor. Además, se sugiere la naturaleza procesual de
la analogía como fenómeno de transferencia de significados entre dominios y se
resalta la importancia del modelo sobre el que descansa la analogía, como
mediador del proceso de transferencia analógica y como lugar de encuentro desde
el que interpreta la intencionalidad y finalidad de la analogía. También se plantea,
el carácter complejo del proceso de transferencia analógica a través del modelo de
la analogía, como fenómeno bidireccional e interactivo.
En consecuencia, Pozo (2005), explora las concepciones de profesores
universitarios acerca de las analogías e, identifica y caracteriza las analogías que
dichos docentes utilizaban en sus clases, así como su modo de presentación.
Seguido a esto, Gallareta (2008) propone identificar y caracterizar las analogías
de contenido biológico abstracto, generada por estudiantes, utilizando un
esquema de categorías: Categoría semántica de la fuente; Rango; Tipo de
relación sostenida entre la fuente y el blanco; Condición de la analogía; Grado de
explicitación del mapeo entre la fuente y el blanco o nivel de enriquecimiento y
Limitaciones de la analogía.
MARCO DE REFERENCIA
Numerosos autores han venido profundizando en el uso de analogías en los
procesos de enseñanza y aprendizaje de las ciencias desde varios campos,
particularmente en lo referente, a la familiaridad conceptual que éste instrumento
posibilita, en tanto permite acercar un contenido abstracto partiendo del
conocimiento previo. De esta manera, han sido varias las aplicaciones que han
surgido en torno a su estudio, de ahí que, tradicionalmente la analogía sea
proporcionada por el profesor, en su mayoría, como una forma de presentar
conceptos o fenómenos difíciles. Sin embargo, este proceso no siempre es
realizado con éxito, pues algunos resultados de las investigaciones realizadas
señalan: proyección indebida de rasgos o relaciones propias de la fuente hacia el
blanco, transferencia de concepciones erróneas desde la fuente hacia el blanco
y/o falta de claridad para el estudiante de una analogía que involucra
correspondencias “obvias” para el profesor.
En este caso, la mayoría de los estudios sobre el uso de analogías afirman que
éstas casi siempre son proporcionadas “desde el exterior”, donde los estudiantes
no tienen la posibilidad de representar los fenómenos o conceptos recién
adquiridos en sus propios términos y, de este modo, llegar a construir mejores
explicaciones de los mismos. En este sentido, la mayoría de los resultados de
investigaciones sobre el uso de analogías se han centrado en el profesor; ya que
es escasa la preocupación por reflexionar el efecto que su implementación
ocasiona en los procesos de enseñanza y aprendizaje de los estudiantes, pese a
que la importancia de hacerlo ha sido repetidamente señalada, ya sea como
oportunidad para que el profesor detecte posibles errores de comprensión
(Thagard, 1992, habla en este sentido de “terapia de la analogía”), como
herramienta para la comprensión de conceptos o fenómenos científicos (Duit,
1991), o como forma de construcción de explicaciones más adecuadas de los
mismos (Wong, 1993) por parte de los estudiantes.
Concepto y Estructura de la Analogía
Las analogías son representaciones utilizadas por cualquier persona con el
objetivo de comprender una información nueva y, por lo general, se constituyen en
una manera de establecer o hacer corresponder los elementos de una nueva idea
con los elementos de otra que se encuentra almacenada en la memoria. En
efecto, se concibe “analogía” como “comparaciones entre dominios de
conocimiento que superficialmente no se parecen entre sí, uno más conocido,
llamado “fuente” o “análogo” y otro menos conocido, denominado “blanco”,
“concepto” o “target”. A través de lo que se conoce sobre la fuente, se pretende
obtener información sobre el blanco, o hacerlo comprensible para quien no lo
conoce”. De esta forma, se consideran: 1. Categoría semántica de la fuente; 2.
Rango; 3. Tipo de relación sostenida entre la fuente y el blanco o nivel de
enriquecimiento y 6. Limitaciones de la analogía. (Gallareta, Felipe y De Longhi,
2005).
En consecuencia, el rango se define como el grado de similaridad semántica entre
la fuente y el blanco. Dentro de las categorías, se consideran locales cuando la
fuente y el blanco comparten atributos y relaciones; regionales, cuando ambos
análogos pertenecen al mismo dominio pero comparten solo algunos atributos y
relaciones o distantes, cuando la fuente y el blanco corresponden a campos
semánticos muy diferentes. Con respecto al tipo de relación sostenida entre la
fuente y el blanco, se considera que la relación de analogía puede ser estructural,
donde ambos análogos pueden poseer la misma apariencia física general o ser
similarmente construidos; funcional, donde la función o comportamiento del
análogo fuente se atribuye al objetivo; o estructural y funcional, si se presenta una
combinación de las anteriores.
De esta forma, la condición de la analogía se refiere al nivel de abstracción de la
fuente y el blanco. De acuerdo con este criterio, la relación se puede clasificar
como concreta/abstracta o concreta/concreta, según corresponda y; el grado de
explicitación del mapeo entre la fuente y el blanco o nivel de enriquecimiento,
corresponde a la extensión de mapeo entre la fuente y el blanco, en concordancia,
una analogía se considera simple cuando la fuente está conectada al blanco
solamente a través de expresiones del tipo “es como”, “puede ser comparado
con”, “es semejante a” o enriquecida cuando son explicitados algunos de los
atributos o relaciones compartidos entre ambos análogos.
Como último aspecto se consideran limitaciones de la analogía a las instancias en
las que los estudiantes mencionan atributos o relaciones de la fuente que a su
criterio no corresponde proyectar sobre el blanco. En esta instancia, se resalta que
la generación de analogías por parte de los estudiantes obedece a formas
concretas desde las cuales ellos organizan su conocimiento basados en
conceptualizaciones previas que conllevan a familiarizar sus concepciones.
Modelos de enseñanza con analogías
Los modelos didácticos para la enseñanza de las analogías, dan cuenta del
papel que éstas desempeñan en la construcción del conocimiento científico y de
su posible incidencia en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias,
por lo que se hace necesaria la revisión de los tipos de analogías a utilizar, la
idoneidad de acuerdo con los conceptos que se pretenden enseñar, la idoneidad
con el tipo de estudiantes a los que van dirigidas (motivación y mundo vivencial de
los mismos), el favorecimiento del refuerzo de conceptos científicos, de cambio
conceptual, creatividad, conexiones CTS, entre otras.
Existen diferentes propuestas relacionadas con la utilización didáctica de
analogías en las clases de ciencias. Una de tales propuestas se denomina
“enseñanza con analogías” (Teaching-with-Analogies Model) (Glynn & Takahashi,
2006 citado en Gallareta, 1991,1998), en la cual se relacionan: la introducción del
concepto o blanco, la presentación del análogo, la identificación de características
relevantes del blanco y del análogo, el mapeo de similitudes, la indicación de
donde se rompe la analogía y por último, la extracción de conclusiones. Sin
embargo, la enseñanza basada en modelos y la modelización ocupa un lugar
importante en muchas propuestas curriculares. Entre los requisitos para una
enseñanza de las ciencias acorde con la concepción contemporánea de las
mismas Jiménez y Sanmartí (1999) indican que se debería contemplar a la ciencia
como construcción de modelos provisionales.
Es así, como los modelos de enseñanza juegan un rol importante en la educación
científica. Ellos pueden ser definidos como modelos especialmente desarrollados
para ayudar a los estudiantes a comprender modelos consensuados y a sostener
la evolución de modelos mentales en determinadas áreas. Dada esta función, los
modelos de enseñanza tienen un especial nivel de complejidad. Esto es, deben
preservar la estructura conceptual del modelo consensuado, demostrar el
constante y dinámico interjuego a través de la acción en ciencia y negociar con el
conocimiento previo de los estudiantes para proveer modos en los que puedan
construir su comprensión personal de la ciencia.
En los modelos de enseñanza juegan un importante rol las analogías,
especialmente para facilitar la comprensión de conceptos científicos. Esto ha sido
intensamente estudiado en años recientes (Harrison y Treagust, 2000; Galagovsky
y Adúriz-Bravo, 2001). Los estudiantes desarrollan una amplia variedad de
comprensiones en torno a la noción de modelo en el transcurso de su educación
en ciencias (Justi y Gilbert, 2002). En las situaciones de enseñanza y de
aprendizaje los estudiantes pueden conocer, comprender y elaborar modelos y
además desarrollar una mejor comprensión de los procesos y propósitos de la
ciencia junto con los contenidos mediante la modelización (Gobert y cols., 2005
citado en Antonio, 2002).
Dado que el proceso de modelización es una parte significativa de los procesos y
productos de la ciencia, es importante que los estudiantes obtengan algunos
conocimientos sobre los modelos en la ciencia y su papel en la construcción del
conocimiento científico; es decir, se concibe a la modelización como una serie de
actividades en las cuales los estudiantes utilizan diferentes formas de
representación de los conceptos desarrollados para formular descripciones y
explicaciones de los mismos, elaborando sus propias representaciones,
analizando críticamente los modelos utilizados (señalando su utilidad y sus
limitaciones) para, compararlos con modelos presentados por libros de texto y
publicaciones científicas.
Perspectivas epistemológicas de la Biología
El conocimiento biológico y su naturaleza, se conciben desde una mirada
cambiante a través de la historia de la ciencia, postulando la emergencia de varias
perspectivas importantes que relacionan el conocimiento disciplinar del docente,
con el reconocimiento de sus características epistemológicas.
Una de las primeras perspectivas, la mecanicista, reduce lo biológico a
fundamentos que responden a fenómenos físicos y químicos, ya que se considera
suficiente el conocimiento de las leyes que se observan en la naturaleza
inorgánica para explicar los fenómenos de la vida (Valbuena, 2007); donde la ley
debe ser comprobable de forma exacta e, identificable con la concepción
determinista de los fenómenos naturales (Serrano, 1985), a su vez, concentra su
énfasis en el concepto de función, retomando características relevantes respecto a
lo cuantitativo, lo medible, lo objetivo y lo verdadero.
La perspectiva vitalista, contraria de la mecanicista, no asume la explicación de los
fenómenos de la vida únicamente a partir de fenómenos físicos y químicos, sino
que se apoya en un “principio vital”, capaz de dirigir, organizar y coordinar todas
las actividades de un ser viviente, pues como lo menciona Mayr (1998), la
existencia de una fuerza vital es la que le asigna a los seres vivos propiedades,
tales como las adaptativas, que los diferencia de los inertes. Desde el vitalismo
aristotélico-tomista el principio vital no es una sustancia que se adiciona a la
materia, sino que hace parte del cuerpo y es llamado “alma o psique y dirige
todos los fenómenos biológicos, incluidos los vegetativos” (Blandino, 1964
enunciado en Valbuena, 2007).
Sin embargo para Canguilhem (1976), tanto la perspectiva mecanicista como la
vitalista son antropomórficas, ya que en los dos casos están “inconscientemente
cargados de un importe pragmático y técnico propiamente humano”. De este
modo, se origina una nueva perspectiva epistemológica, la organicista, que hace
hincapié en el todo, esto desde un enfoque sistémico, que plantea la
determinación de un conjunto a partir de las interrelaciones que se alternan, se
superponen, o se combinan. Dichas interrelaciones, expresadas en términos de
probabilidades, están determinadas por la dinámica del sistema, entendiéndose
desde ésta perspectiva al organismo vivo, como un sistema; ordenado
jerárquicamente, con numerosas propiedades emergentes nunca observadas en la
materia inanimada y con actividades programadas genéticamente, lo que implica
una tenencia de información adquirida a lo largo del tiempo (Valbuena, 2007).
En concordancia, ésta mirada organicista, plantea la ordenación del ser vivo
partiendo de patrones de auto organización y auto regulación, mediante redes de
relaciones, teniendo en cuenta que, como lo plantea Valbuena (2007), dichas
relaciones e interacciones no obedecen únicamente a las fenómenos físicos ni
químicos, sino a los patrones de organización intrínsecos al sistema u organismo.
Por último esta representación sistémica no resalta unas ciencias sobre otras, ni
coloca los conceptos y teorías desde una verdad, reconociéndolos de forma
limitada y aproximada, desconociendo una objetividad de la realidad.
METODOLOGIA
La experiencia se llevó a cabo en una Institución Privada de la ciudad de
Bogotá D.C., con cuarenta estudiantes de grado noveno, durante la clase de
Síntesis de Proteínas, específicamente Traducción; la cual correspondía al área
de Ciencias Naturales.
En consecuencia, el estudio se enmarca dentro de un paradigma interpretativo,
tomando como opción metodológica, el análisis de contenido. De esta forma y
teniendo en cuenta los principios bajo los cuales se constituye el Análisis de
Contenido, se pretende desarrollar un proceso que posibilite el tratamiento
acertado de los datos, por medio de la lectura de los resultados obtenidos, la
elección del material a analizar y la preparación del material necesario para
realizar los respectivos análisis.
De esta manera, éste proceso involucró la observación de clases habituales de
Ciencias Naturales, sin introducir variables o información alguna, con el fin de
detectar la mención de analogías, analizando el uso espontáneo de las mismas. A
su vez, implicó la trascripción de sesiones de clase para detectar y analizar las
analogías empleadas por el profesorado.
En efecto y, con respecto a estas consideraciones, el método del AC se desarrolla
con ayuda del programa para análisis cualitativo de datos Atlas.ti; acompañado de
un proceso de triangulación que también, brinda validez a los resultados
obtenidos, producto del proceso investigativo.
Para el análisis con Atlas-ti se utilizo la versión 5.0, esta versión permite trabajar
una cantidad mayor de documentos y sin límites, con el objeto de clasificar y
ordenar fácilmente la información en citas, códigos y memos.
La triangulación es un proceso que acompaña todas las etapas de la
investigación, remarcándose en el momento de análisis e interpretación, partiendo
de la revisión de investigaciones, antecedentes del presente estudio, contrastando
con la metodología, los resultados y las conclusiones, asimismo posibilita el
acercamiento hacia métodos múltiples, ya que intenta alcanzar la riqueza y
complejidad de la conducta humana desde la contrastación de varios postulados
(Salinas, 2000).
RESULTADOS
El estudio de caso se desarrolla dentro de un ambiente natural de aprendizaje,
que da cuenta del objeto de éste trabajo de investigación, en tanto responde a las
preocupaciones y limitaciones que se tienen con relación al uso de analogías por
parte del profesorado. Teniendo en cuenta esto y, como producto del contexto se
parte de la siguiente analogía:
“a ver lo que vamos a trabajar hoy es lo de traducción, listo ya lo que ustedes
hicieron la vez pasada era la transcripción que era como el paso del ARN hasta
convertirlo en ADN…. Ahora la traducción ¿Qué es? … la traducción es convertir
ese ARN en proteínas que van a ser útiles para el ser vivo o a la célula, ¿Cómo lo
va a hacer? Esa unidad funciona como si fuera una empresa una fabrica vamos a
imaginarlo así como un proceso de producción en masa; haber ustedes saben que
hay tres tipos de ARN que tenemos a grandes rasgos que son el ribosomal, el
mensajero, y... cual otro… el transmisor”
Teniendo en cuenta, los principios para la formación del profesorado (Porlán, 2007
citado en Valbuena, 2003), en los cuales se debe poner de manifiesto la
relevancia de la estructura de los conceptos, como posible generador de
relaciones y redes con otros conceptos; en el estudio llevado a cabo, se hace
relevante la necesidad de identificar conceptos estructurantes al momento de la
definición de objetivos, contenidos y actividades fundamentales dentro del
conocimiento disciplinar, previendo las correspondencias existentes entre los
mismos y; el reconocimiento de sus características históricas y epistemológicas,
dado que aportan elementos importantes, como son las condiciones y obstáculos
en la producción del conocimiento.
De esta forma, la identificación de las aplicaciones que pueden tener dichos
contenidos, a la cotidianidad de los estudiantes, para éste caso, la utilización de
analogías, se realizará consecuentemente, partiendo de que “cuando los
profesores no conocen las estructuras de la disciplina que enseñan, pueden
representar erróneamente el contenido y la naturaleza en sí de la disciplina”
(Marcelo, 2007 citado en Valbuena, 1999), por tanto, se asume una constante por
parte del docente, que responde a un paradigma mecanicista, donde los
organismos vivos no difieren de la materia inanimada, reduciendo un proceso
bioquímico, síntesis de proteínas, a un principio físico y químico, que evade la
necesidad de encontrar interrelaciones con otros procesos vitales, que exigen
intercambio, transferencia, evolución (Mayr, 1998).
En este sentido, se hace importante reconocer que aunque, el proceso de síntesis
de proteínas, relacione un alto nivel de abstracción, no observable, que involucra
estructuras teóricas asociadas en un proceso complejo; no es consecuente su
concepción, desde una referencia cercana al estudiante, cuando en ésta se recae
en una analogía de orden mecanicista, que limita una presentación estructurada y
sistemática de la misma. En consecuencia y, al explorar el desarrollo de diferentes
propuestas enmarcadas desde otros contextos y bajo la misma línea temática, se
destaca la proposición de Estrabou (2005) en tanto, aunque compromete el uso de
analogías con un sistema que corresponda a las interacciones asimilables al
sistema en estudio, genera puntos de encuentro, una vez que, propone una
analogía entre el proceso de la síntesis proteica y la producción estática de autos
en una fabrica.
Desde ésta perspectiva, se reconoce por parte del profesor, un énfasis aislado en
la explicación de las partes y en la comprensión por ende del funcionamiento de
éstas y sus propiedades; ya que se ignora el proceso de síntesis de proteínas
dentro de un sistema organizado, con redes de relaciones que le permiten al ser
vivo autorregularse y autoorganizarse. En efecto, el docente desde su
conocimiento biológico no percibe al organismo vivo como un sistema con
patrones de organización intrínsecos al mismo sistema, sino como una “maquina”
con características exclusivamente físicas y químicas, que impiden pensar en las
interacciones que se dan entre los patrones intrínsecos y los elementos (físicos y
químicos) que hacen posible la vida.
En correspondencia, al observar la clase de ciencias y las interacciones que
ocurren dentro del aula, como un complejo espacio en el que funcionan prácticas
discursivas, el profesor (estudio de caso) no reconoce a la analogía, como un
medio que posibilita conectar conceptos relacionados con la cotidianidad del
estudiante, con la formación de sistemas conceptuales estructurados, producto de
la interpretación y modelización que éste realiza de un fenómeno y la coherencia
del discurso docente y su implicación en la aprehensión de conocimientos nuevos
por parte de los estudiantes. Así mismo, se reconoce que las analogías surgen
normalmente durante las explicaciones o durante la preparación de las clases de
manera espontánea, introduciéndolas preferentemente al comenzar el tema y de
forma continuada a lo largo de todo el mismo. Sin embargo, no hay claridad en la
correspondencia que debe existir entre el blanco y el análogo, posibilitando una
proyección indebida de rasgos o transferencia de concepciones erróneas entre
éstos.
A su vez, los maestros utilizan analogías para explicar contenidos científicos y
facilitar el proceso de aprendizaje de nuevos conceptos de una manera
comprensible para los estudiantes, aunque es necesario y conveniente examinar
el conocimiento previo del alumno, para seleccionar aquellos análogos que
puedan dar lugar a analogías fácilmente asimilables en su estructura de
conocimiento.
El estudio anteriormente mencionado, es sólo una muestra de los trabajos de
investigación realizados sobre el uso de analogías en los últimos años y, aunque,
ha sido posible evidenciar una evolución en ésta línea, son abundantes los
aspectos que hay por investigar y retratar en nuestro país.
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