Didáctica-de-las-ciencias

DE LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS A
LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA UNA
NECESIDAD IMPOSTERGABLE
Autores
Dr. Sergio Octavio Valle Mijangos.
Dr. Jorge Luis Contreras Vidal.
Dr. Héctor Ramón Rivero Pérez.
Dra. Rosalina Torres Rivera.
MSc. Xenia Pedraza González.
MSc. Miguel Ceferino Bermúdez Lucas.
2020
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esta obra.
© Valle-Mijangos, S.O., 2020
© Contreras-Vidal, J.L., 2020
© Rivero-Pérez, H.R., 2020
© Torres-Rivera, R., 2020
© Pedraza-González, X., 2020
© Bermúdez-Lucas, M.C., 2020
Campeche, México.
www.gesicap.com
ISBN: 978-9942-8854-2-5
Depósito Legal:
1ra Edición: Ediciones Gesicap, Calle 24 de julio y Ave 3 de julio, El Carmen Manabí Ecuador.
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Como citar el libro:
Valle-Mijangos, S.O; Contreras-Vidal, J.L; Rivero-Pérez, H.R; Torres-Rivera, R; PedrazaGonzález, X; Bermúdez-Lucas, M.C. 2020. De la didáctica de las ciencias a la enseñanza de
la física una necesidad impostergable, Editorial: Ediciones GESICAP, Ecuador, 112 pp.
Edición y Diagramación: Ediciones Gesicap
Cubierta y diseño: Evelyn Jacqueline Ramírez Malla
Comité de Revisión: Yoandra Cárdenas Rodríguez y Anselmo Leonides Guillen Estévez.
© Valle-Mijangos, S.O., 2020
© Contreras-Vidal, J.L., 2020
© Rivero-Pérez, H.R., 2020
© Torres-Rivera, R., 2020
© Pedraza-González, X., 2020
© Bermúdez-Lucas, M.C., 2020
© Sobre la presente edición: Ediciones GESICAP, 2020
ISBN: 978-9942-8854-2-5
ÍNDICE
AGRADECIMIENTOS
3
PREFACIO
4
INTRODUCCIÓN
7
QUE ORIGINÓ LA IDEA DE ESCRIBIR ESTE LIBRO
10
PARA ABORDAR EL ESTUDIO DE LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS ¿QUÉ ES CIENCIA?
12
¿ES LA DIDÁCTICA GENERAL UNA CIENCIA O UN MODELO TEÓRICO GENERALIZADOR?
15
¿LAS DIDÁCTICAS PARTICULARES EN LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS?
21|
¿LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS ES TAMBIÉN UNA CIENCIA?
24
LA TAREA DOCENTE INTEGRADORA CON ENFOQUE SOCIOCULTURAL
32
PROBLEMÁTICA ACTUAL DE LA FÍSICA Y SU DIDÁCTICA
41
LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
43
AMBIENTES DE APRENDIZAJES Y SU PAPEL EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
49
LA PERSPECTIVA DE LOS CUATRO LENTES PARA LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
52
ASPECTOS A TOMAR EN CONSIDERACIÓN EN EL PEA DE LA FÍSICA Y SU DIDÁCTICA
55
LA FÍSICA, SU DIDÁCTICA Y EL PAPEL DEL HISTORICISMO
58
LA FÍSICA, SU DIDÁCTICA Y EL PAPEL DE LA HUMANÍSTICA
70
LA TEORÍA DE LA OMISIÓN, LA FÍSICA Y SU DIDÁCTICA
73
LA TEORÍA DE LA OMISIÓN E IMPLICACIONES DIDÁCTICAS
77
LA TEORÍA DE LA OMISIÓN Y LAS IDEAS O CONCEPCIONES ALTERNATIVAS
80
LO INSÓLITO EN LAS OMISIONES
80
LA POLISEMIA Y LA MONOSEMIA CONCEPTUAL: SU IMPACTO EN LA FÍSICA Y SU
DIDÁCTICA
82
EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO EN LA DIDÁCTICA DE LA FÍSICA
87
DE LOS MAPAS CONCEPTUALES Y OTRAS ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
92
A MANERA DE EPÍLOGO
100
FUENTES BIBLIOGRÁFICAS UTILIZADAS Y OTRAS MÁS
104
AGRADECIMIENTOS
A nuestros alumnos, quienes por treinta años o más, nos han dado la oportunidad de convivir
con ellos en ese espacio transformador que es el aula universitaria, sin su ayuda hubiera sido
imposible llegar a escribir este libro.
A las autoridades universitarias, la Rectora Osana Molerio Pérez, de la Universidad Central
“Marta Abreu” de Las Villas, ubicada en la ciudad de Santa Clara, Cuba y al Rector
de la Universidad Mundo Maya, campus Campeche, ubicada en la ciudad San
Francisco de Campeche, el Mtro. Daniel Iván García Vivas, México, quien abrió las
puertas a la colaboración entre ambas universidades encaminando muy dignamente
a sus profesionistas hacia el Principio de Grandeza, destacándose entre los mismos, el Dr.
Alonso Manuel Ayuso Puc, la Mtra. Lizette Adriana González Gómez y a las hermanas Mtras
Andrea y Arianna Morales Reyes.
A la Empresa GESICAP, del Ecuador, en el nombre del Gerente General Ing.Yosbel
Lazo Roger, quien siempre ha apoyado el trabajo que desarrollamos como
profesores investigadores dedicados a la pedagogía y la didáctica de las ciencias,
en los diferentes niveles educativos.
Gracias a los mencionados directivos por facilitar las condiciones para la escritura de este libro
y por la confianza depositada en nuestra práctica docente cotidiana lo que ha permitido que
podamos explorar diversas propuestas pedagógicas en el aula, con la intención de mejorar la
comprensión en los que aprenden.
A nuestras familias, amigos y colegas, por su espera infatigable y cooperación para que este
libro pudiera ponerse en manos de quienes esperamos sea de utilidad.
Los autores
PREFACIO
Cuando los demás autores decidieron que escribiera el prefacio de este libro, me sentí
honrado, ya que de manera inesperada participo en el mismo aportando inquietudes como
profesor universitario interesado en mejorar la educación en las ciencias. He considerado
durante mi paso por la didáctica de las ciencias técnicas que resulta de vital importancia aportar
posibles soluciones para la mejor compresión de los fenómenos científicos, debido no solo a
la implicación en el desarrollo científico, también en el humano.
Durante su paso por la docencia universitaria, quienes escriben este libro, han valorado que la
docencia de la Física Universitaria ya sea en las ciencias técnicas o en la formación de
profesores, representa una complejidad pedagógica que debe abordarse de manera clínica
dentro de los círculos académicos. Cada vez resultan más variables a tomar en consideración
alrededor de la formación de los físicos, y estas variables muestran cada vez más relaciones
complejas entre sí, a tal grado que ya no basta atender el acto pedagógico sin incluir elementos
como la cultura.
La Didáctica de la Física aborda ahora temas complejos que todo profesor debe conocer y
aplicar en casos particulares de enseñanza, es decir, las generaciones de estudiantes, aunque
actuales todas, mantienen particularidades que se traducen en variables complejas a atender
con un mismo propósito: que el que aprende logre aplicar la Física a la solución de problemas
cotidianos, comunes y principalmente para la vida.
En ese impase entre la llegada de un estudiante al aula universitaria y su primer contacto con
el profesor de Física en el que confluyen una serie de prácticas docentes e intenciones por
aprender, lo hemos llamado “De la didáctica de las ciencias a la enseñanza de la Física una
necesidad impostergable”.
Los autores han intentado en el tiempo probar diversas intervenciones educativas que pudieran
definir una Didáctica de la Física y considerarse a nivel de método general. Esto no ha
resultado así, la práctica docente comprende un amplio espectro de posibilidades didácticas,
mientras que el proceso educativo ha incluido más elementos de complejidad, ya sea
derivados de la relación profesor-alumno, profesor-administración escolar, con los padres, con
el contexto, con la cultura y, desde luego, con la disponibilidad del alumno por aprender Física.
Que dicho sea de paso, el interés por aprender Física ha disminuido considerablemente a nivel
internacional.
Pero los autores de este libro son persistentes, Sergio Octavio Valle Mijangos, con sus
propuestas de ambientes de aprendizaje y el modelo de intervención educativa que promueve
cuatro elementos a considerar en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias,
perspectivas alrededor de las cuales giran más teorías como la motivación del estudiante, el
estudio de casos, el aprendizaje significativo, la intención velada por lograr un nivel
competencial y desde luego, considerar las condiciones sociodemográficas del estudiante.
Propone en sus intervenciones didácticas considerar elementos que se suman a la complejidad
en el aula de Física y activar diferentes posturas pedagógicas que permitan incrementar la
ganancia de aprendizaje en el alumno.
Héctor Ramón Rivero Pérez y Rosalina Torres Rivera, apuntan hacia una enseñanza efectiva
y significativa de las ciencias, siempre partiendo de la didáctica de las mismas. El énfasis en
las tareas docentes integradoras que permitan lograr los objetivos de aprendizaje, su
argumento consiste en mejorar el sistema de tareas y abandonar las prácticas aisladas que no
contribuyen a la concepción de un todo, en diseñar tareas relacionadas que permitan abordar
la complejidad propia de la Física mejorando el aprendizaje del alumno. La asimilación de la
propuesta de Rivero Pérez y Torres Rivera será interesante para quienes guían el proceso de
enseñanza aprendizaje, considera un sistema que comprende organización, estructura y
desarrollo de esas tareas sobre la base de factores didácticos, metodológicos, lógicopsicológicos, epistemológicos y culturológico-humanísticos. Estos factores intervienen como
necesarios para que el alumno se apropie no solo de los saberes de la ciencia, sino que
aprenda sobre la ciencia, todo ello en un ambiente sociocultural en donde no basta con saber
y saber hacer, hay que saber valorar.
Jorge Luis Contreras Vidal, con su propuesta innovadora al incluir el Historicismo, la
Humanística y la Teoría de la Omisión como parte de la formación de los futuros físicos. Al
mismo tiempo que enfatiza en los conceptos de ciencia, didáctica y su polisemia. Su propuesta
se ha distinguido por no abandonar las bases científicas de la Física, en evaluar su propia
propuesta desde la óptica de lo que es ciencia, eliminar toda interferencia en el concepto
derivado de la polisemia que tanto daña la compresión de lo que es esta última y por tanto, el
impacto en las preconcepciones de profesores y alumnos. Una aportación interesante de
Contreras Vidal lo son la matriz de asociaciones significativas conceptuales, el rastreo
conceptual, el test de los tipos de asociaciones significativas conceptuales y la red de
asociaciones significativas conceptuales, como estrategias y técnicas que permiten hacer el
bojeo de la estructura cognitiva de quienes aprenden.
Xenia Pedraza González, quien junto a Valle Mijangos, Contreras Vidal y Rivero Pérez ha
trabajado y aún trabaja en un desarrollo más acabado de la Teoría de la Omisión y la
Humanística desde las ciencias, aportando ejemplos notables sobre las omisiones parciales
y totales que aparecen en los libros de ciencias.
Por último, Miguel Ceferino Bermúdez Lucas ofrece valiosas experiencias docente adquiridas
al impartir por tantos años la asignatura de Fisica en la enseñanza superior ecuatoriana.
En este prefacio, he tratado de resaltar lo más relevante de las aportaciones de los autores,
con la intención de interesar al lector y la obra llegue a quienes sea de utilidad en este
interesante campo de la Didáctica de las Ciencias.
Dr. Sergio Octavio Valle Mijangos
Universidad Mundo Maya
Campus Campeche
INTRODUCCIÓN
Los esfuerzos académicos por mejorar la docencia se aprecian más en los textos de diferentes
autores reunidos en libros que permitan reactivar las polémicas y crítica alrededor del tema
didáctico. Este libro reúne el esfuerzo de los autores en tres décadas de trabajo docente que
han venido a coincidir en estas páginas. Participar en diferentes proyectos tanto en el orden
de academias de profesores como en la función administrativa de la educación universitaria
ha permitido valorar la riqueza de la didáctica de las ciencias. El trabajo continuo de muchos
años en el aula de ciencias ha rendido frutos traducidos en experiencias altamente
significativas que deben ponerse a disposición de otros docentes y sus alumnos.
Durante los últimos años, los autores de este libro han reunido experiencias en formato de
conferencias, cursos internacionales, estancias académicas cortas en otros países y cátedra
internacional como profesores invitados. Los trabajos en academias internacionales con
profesores no solo de Física sino también con pedagogos y de niveles educativos de pregrado
y posgrado, se suman a la dirección de procesos de investigación posibilitando mejores
acercamientos a los fenómenos de estudio y por tanto incrementar la posibilidad de aportar
más soluciones y que los beneficios se traduzcan en una docencia eficaz.
Los autores comparten en este libro experiencias y propuestas desde su particular punto de
interés. A continuación, mostramos algunos de estos trabajos, entre otras publicaciones, que
a lo largo de todo el libro se irán vislumbrando en la medida que van pasando los epígrafes
1. Dr. Contreras Vidal (2008). Tesis Doctoral: Recursos didácticos integradores para facilitar,
en la estructura cognoscitiva de los profesores, la formación de conceptos del área de las
ciencias naturales en la secundaria básica.
2. Dr. Contreras Vidal, Dr. Rivero Pérez y MSc. Pedraza González (2019). Libro: La Teoría de
la Omisión y su impacto en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la física.
3. Dr. Contreras Vidal (2020). Libro: Las Ciencias Naturales desde las Tareas Docentes
Integradoras.
4. Dr. Contreras Vidal, Dr. Valle Mijangos y Pedraza González (2020). Libro: La humanística
en el proceso de enseñanza de la Física y Química
5. Dr. Rivero Pérez (2003). Tesis Doctoral: Un modelo para el tratamiento didáctico integral de
las tareas teóricas de física y su solución.
6. Dra. Torres Rivera (2006). Tesis Doctoral: Las tareas docentes con enfoque socioculturalprofesional.
El trabajo académico alrededor de la Didáctica de las Ciencias llega a un punto neurálgico en
que se comparte una forma de pensar sobre la docencia en las ciencias técnicas y en la
formación de profesores, en especial de la Física. Este punto de encuentro está matizado de
significancia, humanismo, historia, de estrategias didácticas, de poner en el centro una mezcla
pedagógica que considere un ser humano educado como el eje de todo desarrollo.
Ese punto de encuentro es el vínculo que une a los autores, por ello manifiestan sus puntos
de vista considerando premisas relevantes como partir de una postura constructivista social en
Educación. Esta consideración implica una reflexión acerca de cómo se educa un alumno en
las ciencias técnicas y en la formación de profesores. Ahí está el centro de atención de los
autores. Todo gira alrededor una pregunta: ¿Qué reflexiones de carácter teórico práctico,
acerca de la didáctica de las ciencias, se deben hacer si se quiere perfeccionar el proceso de
enseñanza-aprendizaje de las ciencias en la escuela y en particular el de la física?
Los primeros temas de este libro desarrollados por el Dr. Héctor Rivero Pérez y el Dr. Jorge
Luis Contreras Vidal, profesores de Física en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las
Villas, Cuba, se refieren a ubicar adecuadamente conceptos esenciales como el concepto de
ciencia, el tema de la polisemia en diversos conceptos de inicio en la formación de los físicos,
el rol del Historicismo en la formación de los alumnos como componente que les permita
entender mejor cómo se ha desarrollado la ciencia en el tiempo y el motivo de los
descubrimientos.
Después de estos temas, surge la Teoría de la Omisión cuya aplicación resulta técnicamente
relevante para la docencia, teoría trabajada por el Dr. Contreras Vidal, el Dr. Rivero Pérez y la
MSc Pedraza González, profesora - investigadora del ecuador. El Dr. Contreras Vidal también
aplica estrategias didácticas construidas en el marco de sus estudios doctorales como son la
matriz de asociaciones significativas conceptuales, el rastreo conceptual, el test de los tipos
de asociaciones significativas conceptuales y la red de asociaciones significativas
conceptuales.
Siguen en turno los temas tratados por el Dr. Sergio Octavio Valle Mijangos, profesor del área
de posgrados en la Universidad Mundo Maya Campus Campeche, cuya propuesta central es
mejorar los ambientes de aprendizaje tradicionales robusteciéndolos con elementos didácticos
que permitan incrementar la ganancia de aprendizaje en los alumnos. A partir de la
problemática en el aula de ciencias que se recupera del estado del arte de lo publicado, ha
aplicado diversas combinaciones de estrategias atendiendo a un cuerpo de conocimiento que
expone en este libro. La intención entonces es mejorar continuamente la didáctica ofreciendo
nuevas formas de abordar la docencia.
Más temas de interés son tratados por el Dr. Héctor Ramón Rivero Pérez y por la Dr. Rosalina
Torres Rivera, también profesora universitaria de Física en Universidad Central “Marta Abreu”
de Las Villas, Cuba, su interés radica en considerar sistemas de tareas que logren resultados
de aprendizaje concretos, exactamente los contenidos en los planes de estudio. Aborda la
insuficiencia que muestran las tareas tradicionales que resultan esfuerzos aislados que no
conectan el aprendizaje y por lo tanto no ofrecen el resultado expresado en niveles de
desempeño óptimo por parte de alumno.
El Dr. Rivero Pérez y el Dr. Contreras Vidal abundan en elementos de significancia del
aprendizaje, mapas conceptuales y su iniciativa requiere añadir a la formación de estudiante
la perspectiva no solo de aprender ciencia, también incluir las perspectivas psicológica, cultural
y epistemológica. La intención es aprender más allá de lo propio de la ciencia, es aprender
sobre la ciencia, este es el eje de su trabajo. Cierra el círculo de su esfuerzo pedagógico
considerar ambientes de aprendizaje en el orden constructivista social.
Estas son las tres perspectivas que se suman para ensayar una mejor llegada a la meta
deseada de todo profesor: hacer que sus alumnos comprendan mejor, apliquen lo aprendido y
lo mejoren.
➢ QUE ORIGINÓ LA IDEA DE ESCRIBIR ESTE LIBRO
“El filósofo [científico] debe estar dispuesto a escuchar todas las
sugerencias, pero también tener determinación para juzgar por sí
mismo. No debe dejarse influir por las apariencias.”
Michael Faraday (1791-1867)
En este libro, usted encontrará en un primer momento, un análisis sobre la enseñanza de las
ciencias, en especial de las “ciencias duras”, la didáctica general y las didácticas particulares,
para luego modelar la teoría con la experiencia práctica de lo que sucede actualmente en el
proceso de enseñanza aprendizaje (PEA) de la Física y los principales aportes, que a
consideración de los autores, inciden favorablemente en los resultados que pueden obtenerse
en el mismo.
En la actualidad ocurren profundos y rápidos cambios en la enseñanza de las ciencias, en
especial de la Física, en el entorno escolar mundial. Lo anterior se debe a la desmotivación
que reina hacia el estudio de las mismas y al escaso ingreso que existe en las universidades
para estudiarlas, ya sea, para formarse como físicos, químicos o matemáticos puros, por solo
mencionar tres de ellas, o para formarse como profesores de las mismas. Sobre lo anterior,
llama poderosamente la atención la gran cantidad de información, que en este sentido, irrumpe
a través de diferentes medios, donde la gran red, INTERNET, juega un papel decisivo.
La enseñanza de las ciencias en Cuba, México, Ecuador y Argentina por solo citar algunos
países, no ha estado ajena a tales problemáticas y transformaciones, y en este sentido se han
realizado esfuerzos y gestiones para introducir las nuevas ideas sin que por ello no se
consideren los éxitos indiscutibles que en los planos teórico y práctico se han obtenido en la
didáctica y en la psicología educacional, entre otras ciencias de la educación.
Sobre la temática anteriormente planteada, se han realizado congresos internacionales y
nacionales, publicándose gran cantidad de artículos y libros al respecto. En estos espacios se
ha permitido el análisis, el estudio y la discusión acerca de elementos teóricos y prácticos
relacionados con la didáctica de las ciencias, los cuales se muestran luego en las memorias
escritas.
A pesar de todos estos esfuerzos movilizadores, aún subsisten insatisfacciones, sobre todo en
relación con la sistematización de la didáctica de las ciencias, por lo que es oportuno y
necesario insistir en esta dirección sin pretender cerrar la discusión o imponer puntos de vista.
El respeto a la diversidad, en este sentido es válido, no obstante no es factible caer en
posiciones anárquicas carentes de toda uniformidad, de consenso. Dado que la polémica de
carácter teórica es válida entre los especialistas, pero los profesores en ejercicio presionados
por las situaciones que se dan en la práctica escolar tienen otro pensamiento y están
necesitados de cierta síntesis, de cierta sistematización de la didáctica de las ciencias que
devenga en poderosa herramienta de trabajo para enseñar una ciencia de calidad a todos.
Por tanto, una de las pretensiones de este libro, está dirigida a establecer al menos un orden,
así como algunas concepciones teóricas que le impriman alguna coherencia a la didáctica de
las ciencias, de manera que la misma devenga en herramienta teórico práctica de trabajo para
que el profesor contribuya al desarrollo de la educación científica.
Es necesario entonces hacerse una pregunta: ¿Qué es la didáctica de las ciencias? La
respuesta, de ninguna manera trivial, ni tampoco estéril, es necesaria para establecer un
ordenamiento de sus contenidos esenciales de manera que devenga en una verdadera fuerza
teórico-práctica en manos de los profesores que dirigen el proceso de enseñanza-aprendizaje
de las ciencias en la escuela, reiteramos, en especial de la Física.
Sin embargo, tal análisis encierra compromisos teóricos realmente complejos, así, saltan a la
vista en “el término” -didáctica de las ciencias- dos conceptos claves, didáctica y ciencia que
de hecho entroncan a su vez con otros con los que guardan especiales relaciones.
Así, por una parte, didáctica se relaciona, de manera esencial, con: pedagogía, didácticas
especiales o didácticas específicas, psicología educacional, filosofía de la educación,
sociología de la educación, entre otras de corte pedagógico o educacional. Por otra, la ciencia,
que se relaciona de manera esencial con: la metodología científica, la filosofía de la ciencia,
teoría del conocimiento, historia de la ciencia, la epistemología de la ciencia, la sociología de
la ciencia y la propia ciencia.
A estas relaciones habría que agregar otras, nacidas en el desarrollo de la ciencia, que son la
interdisciplinariedad y las relaciones Ciencia Tecnología Sociedad (CTS). Esas relaciones
muestran la complejidad del tema que se aborda, no obstante, es necesario la búsqueda de
coherencia, de ordenamiento, que se pudiera lograr “postulando” algunos elementos de
manera apriorística entre los que ocupa un lugar fundamental el hecho de declarar la didáctica
de las ciencias como una ciencia.
Para llegar a este resultado es preciso recorrer un camino que se mueve con la lógica de
abordar de manera reflexiva, sin pretender agotar el tema ni mucho menos, determinados
rasgos de los conceptos: ciencia, didáctica general como ciencia, didácticas particulares y
didáctica de las ciencias.
En relación con el estado actual de la didáctica de las ciencias llama poderosamente la
atención la flexibilidad que se establece en sus fronteras, de manera que una gran cantidad de
términos hoy conforman su “sistema categorial”, tómense por ejemplo: concepciones
alternativas, teoría de la omisión, la humanística y su implicación en el proceso de
enseñanza aprendizaje de las ciencias, ambientes de aprendizaje, competencias,
historicismo y su papel en el proceso de enseñanza aprendizaje de las ciencias, la
polisemia y monosemia en la construcción de los conceptos, aprendizaje significativo,
mapas conceptuales, cadenas verbales, tareas docentes integradoras y con enfoque
sociocultural, en teorías implícitas, secuencia de clases, relaciones Ciencia Tecnología
Sociedad, más Innovación, más Ambiente (CTS+I+A), problemas de lápiz papel, diseño de
experimentos, metodología de la superficialidad, cambio conceptual, cambio actitudinal,
cambio procedimental, enfoque cultural, enfoque sociocultural y análisis epistemológicos, entre
otras. Vale aclarar que los temas escritos con letras cursivas y en negritas serán objeto de
explicaciones y ejemplos adicionales en este libro.
A veces se cuestionan elementos tales como: ¿Qué ciencia enseñar, cómo enseñarla, para
qué enseñarla?, entre otras, demostrándose que efectivamente las relaciones de la didáctica
de las ciencias con otras disciplinas científicas es variada, tanto que a veces queda la
insatisfacción de que no existe una coherencia que permita a estudiantes y profesores obtener
conocimientos sistematizados de la misma.
Este libro, entre otro de sus propósitos, persigue promover la reflexión y hacer patente la
necesidad de buscar cierta coherencia; ¿Qué reflexiones de carácter teórico-práctico, acerca
de la didáctica de las ciencias, se deben hacer si se quiere perfeccionar el proceso de
enseñanza-aprendizaje de las ciencias en la escuela y en particular el de la Física?
De hecho, tales reflexiones se hacen no solo con el objetivo de promover la discusión teórica
e incluso práctica, también se persigue el propósito de que entre didáctica y ciencia (en
didáctica de las ciencias) se establezca un equilibro necesario e impostergable si se le quiere
dar un sentido científico a la polémica.
➢
PARA ABORDAR EL ESTUDIO DE LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS ¿QUÉ ES CIENCIA?
El concepto de “ciencia” se aborda por diferentes especialistas que se mueven en las más
variadas ramas del saber e incluso por el diletante. Este último tiende a encumbrarla, a
hiperbolizarla, a relacionarla solo con los científicos, a concebirla como inapelable, exacta, que
se construye por los científicos (estos son seres que se ubican fuera de lo común y corriente,
que no se equivocan, que no cometen errores e infieren incluso que la ciencia se construye de
menos a más, en un camino que no tiene retrocesos, que siempre avanza hacia una “verdad
absoluta”) y piensan que está muy distante del “hombre común”. La problemática anterior viene
dada por la marcada concentración solo en lo que se hizo o hace por el científico y no en el
camino que él recorre para lograr sus resultados, unido al despojo del humanismo que le rodea
y a la hiperbolización del “aura mágica” que lo envuelve, lo cual viene determinado por el
inadecuado tratamiento que se le otorga a la historia de las ciencias en las diferentes
instituciones educativas.
No siempre o en pocas ocasiones, este hombre común, se pregunta cómo se construye la
ciencia por los científicos. Por otra parte, los filósofos de la ciencia, tampoco han llegado a un
acuerdo en relación a qué cosa es ciencia. En función, en primer lugar, del sistema filosófico
general al cual se adscriben emiten criterios diferentes, en segundo lugar, se cuestionan, en
mayor medida, no el concepto de ciencia sino cómo ésta se construye.
Baste citar, por ejemplo, los trabajos de Kuhn, Lakatos, Popper, Feyerabend, J. D. Bernal,
entre otros, que conciben la ciencia desde una concepción acumulativa, o falsacionista hasta
una posición realmente anárquica, que promulga que la ciencia se construye de manera
totalmente arbitraria (Nieda-Macedo, 1997; Alamino, 2001).
No tendrían ninguna trascendencia en este análisis, los trabajos de estos filósofos de la
ciencia, si no estuviera implicada la ciencia que construyen los científicos en la ciencia escolar
(o la ciencia como asignatura), pero la relación es tal que es imposible soslayar sus impactos
dado que esa ciencia se refracta y llega al proceso de enseñanza-aprendizaje deviniendo
precisamente en asignatura escolar. En esa “refracción”, la didáctica de las ciencias juega un
rol esencial.
No obstante, es posible referirse a algunos rasgos de la ciencia en las condiciones
contemporáneas, en los que parece haber consenso. A continuación se analizan algunos
criterios, de diferentes autores, acerca de qué es la ciencia o que hacen referencia a
determinadas características esenciales de ella:
•
“La ciencia es un saber que parte de lo objetivo y que se expresa subjetivamente en
categorías, leyes y teorías. Su alcance no es solo universal y atemporal, sino que posee un
contenido histórico concreto, en tanto es un reflejo de un contexto socioeconómico
determinado. Es decir se enlazan orgánicamente lo universal y lo particular en el saber
científico” (Chávez, 2007).
•
“Ciencia: esfera de la actividad humana que tiene por objetivo el estudio de los objetos y
procesos de la naturaleza, la sociedad y el pensamiento, de sus propiedades, relaciones y
regularidades; una de las formas de la conciencia social. La ciencia no es un simple cúmulo
de los conocimientos sobre los hechos y leyes, sino un conjunto sistémico en el que los
hechos y leyes aparecen vinculados por determinadas relaciones y se condicionan
mutuamente” (Diccionario de términos socio-políticos).
•
“La ciencia es una forma sistematizada del conocimiento de la realidad, surgida y
desarrollada en base a la práctica histórico-social, que refleja las leyes y las propiedades
esenciales del mundo objetivo en forma de ideas, categorías, leyes científicas abstractológicas que se le adecuan” (Kelle-Kovalzon citado por Alamino).
•
“Ciencia, término que en su sentido más amplio se emplea para referirse al conocimiento
sistematizado en cualquier campo, pero que suele aplicarse sobre todo a la organización
de la experiencia sensorial objetivamente verificable. La búsqueda de conocimiento en ese
contexto se conoce como ‘ciencia pura’, para distinguirla de la ‘ciencia aplicada’ -la
búsqueda de usos prácticos del conocimiento científico- y de la tecnología, a través de la
cual se llevan a cabo las aplicaciones” (Enciclopedia Encarta, 2002).
•
Aún más, la ciencia se nos presenta como una institución social, como un sistema de
organizaciones científicas, cuya estructura y desarrollo se encuentran estrechamente
vinculados con la economía, la política, los fenómenos culturales, con las necesidades y
las posibilidades de la sociedad dada” (Castro Díaz-Balart citado por Alamino) .
•
"…entendemos la ciencia no sólo como un sistema de conceptos, proposiciones, teorías,
hipótesis, etc., sino también, simultáneamente, como una forma específica de la actividad
social dirigida a la producción, distribución y aplicación de los conocimientos acerca de las
leyes objetivas de la naturaleza, el pensamiento y la sociedad” (Kroober, citado por
Alamino).
Un análisis de estas definiciones, aunque no están todas las variantes, permite realizar una
síntesis que posibilite destacar ciertos rasgos epistemológicos esenciales que caracterizan
este concepto:
Un cuerpo de conocimientos que se desarrolla en el marco de unas teorías que dirigen la
investigación de los científicos.
Unas teorías en perpetua revisión y reconstrucción.
Una forma de resolver problemas, que concede importancia a la emisión de hipótesis y su
contrastación.
Una actividad con metodologías no sujetas a reglas fijas, ordenadas y universales.
Una tarea colectiva, que sigue líneas diversas de trabajo aceptadas por la comunidad
científica.
Una actividad impregnada por el momento histórico en el que se desarrolla, involucrada y
contaminada por sus valores.
Una actividad sujeta a intereses sociales y particulares, que aparece a menudo como poco
objetiva y difícilmente neutra. (Nieda-Macedo 1997)
En general se pueden identificar, también, algunos puntos de vista comunes en estas
definiciones donde los componentes estructurales de la ciencia encuentran comunidad de
criterios de manera que toda ciencia:
• Dispone de un objeto de estudio.
• Dispone de un sistema de categorías.
• Dispone de un cuerpo legal.
• Dispone de una metodología.
En general, deben contar con los recursos metodológicos y teóricos que les permita hacer
predicciones.
➢
¿ES LA DIDÁCTICA GENERAL UNA CIENCIA?
En los últimos tiempos abundan, a través de diferentes medios, reflexiones teóricas acerca de
la didáctica, se cuestiona si es ciencia o no y por tanto no se alcanza consenso en relación con
su objeto de estudio, su sistema categorial, su sistema legal, sus principios y su metodología.
Sin embargo, gana adeptos la idea de que es una ciencia humanística que es capaz, a través
de sus categorías y leyes, de proponer vías para la dirección del proceso de enseñanzaaprendizaje de cualquier asignatura independientemente de sus especificidades (sobre todo
por los rasgos de la ciencia específica en las condiciones escolares).
En el contexto escolar cubano, por ejemplo, ha habido un rápido desarrollo del estudio de la
didáctica general. Han aparecido especialistas que la han sistematizado y enriquecido sin que
por ello exista una uniformidad que atente contra las necesarias contradicciones en tanto,
fuerza motriz del desarrollo. Entre esos especialistas alcanzan especial relevancia, entre otros,
Carlos Álvarez de Zayas, Guillermina Labarrere, José Zilberstein Toruncha y Margarita
Silvestre Oramas.
Todos de una manera u otra han hecho aportaciones a la didáctica, unos porque han
participado en su sistematización y en el enriquecimiento de su sistema categorial y otros
introduciendo el término desarrollador, “didáctica desarrolladora”, han incluido de manera
especial los procesos de aprendizaje extendiendo la idea de la didáctica no solo como teoría
de la enseñanza, sino como teoría de la enseñanza y del aprendizaje.
Antes de hacer algunos comentarios y adscribirnos de modo especial a la forma en que
sistematiza la didáctica general Carlos Álvarez de Zayas, es necesario recorrer de manera
sucinta algunas ideas acerca de la didáctica general de algunos especialistas que han incidido
en el desarrollo de la didáctica en Cuba.
El especialista alemán Lothar Klimberg la identifica como ciencia y estima que es la teoría
general de la enseñanza, insiste en dos características claves de la didáctica general que son:
•
El objeto de la didáctica general es de naturaleza general. Se abstrae de las
particularidades de las distintas asignaturas y generaliza las manifestaciones y leyes
especiales de la instrucción y el aprendizaje en las diferentes disciplinas y formas de
enseñanza.
•
Entre las didácticas especiales (metódicas) y la didáctica general existe una relación
mutua, las primeras constituyen la base más importante de la didáctica general –al
generalizar los resultados de las didácticas especiales y de otras ciencias- es una de las
bases esenciales de las didácticas especiales (Klimberg, 1972).
Obsérvese que en estas reflexiones se manifiesta el carácter de modelo teórico generalizador
de la didáctica general, con todas las implicaciones de carácter interdisciplinario que esto
encierra. También se revela la relación entre lo particular y lo general como categorías
inseparables al establecer las interrelaciones entre la didáctica general y las didácticas
específicas.
Los especialistas soviéticos M. A. Danilov y M. N. Skatkin resaltan aspectos tales como:
•
La didáctica es la parte de la pedagogía que adquiere en la actualidad rasgos de disciplina
científica (ciencia) independiente.
•
El objeto de la didáctica es el proceso de enseñanza-aprendizaje, estrechamente vinculado
con la educación, y constituye su parte orgánica
•
La sociedad se preocupa ininterrumpidamente porque experiencia, conocimientos,
habilidades y hábitos acumulados, que ella ha dominado en un determinado nivel de
desarrollo, sean asimilados a través de vías y métodos más seguros y fructíferos por las
nuevas generaciones (Danilov y Skatkin, 1980).
Obsérvese en este caso, que declaran la didáctica una ciencia en construcción y en constante
enriquecimiento, estos especialistas trabajan de manera especial en las categorías de la
didáctica, sobre todo en los componentes no personales. Especialmente enriquecen el
concepto, el contenido de la enseñanza, impregnándolo de rasgos que enriquecen.
El especialista cubano Justo Chávez Rodríguez realiza precisiones necesarias y oportunas
para promover la discusión teórica y las reflexiones enriquecedoras y en esta dirección apunta:
•
La pedagogía no se puede separar de la didáctica, ambas son ciencias.
•
La pedagogía es parte importante de la teoría educativa, pero la didáctica incluye, además,
la técnica de enseñanza, aunque hay que decir que no se reduce solo a ello. La didáctica
constituye la parte final del “embudo pedagógico”.
•
La pedagogía y la didáctica, por tanto, son a la vez y en unidad con el educador: ciencia,
técnica y arte de enseñar (Chávez, Lorenzo y Permuy, 2005).
Obsérvese ahora, en la tercera idea, la coexistencia de técnica-arte-ciencia, pero ¿qué ciencia
no tiene algo de arte? Además, este especialista insiste en establecer una taxonomía de las
ciencias de la educación de la manera que se refleja en el esquema #1.
No siempre los autores concuerdan con la
estructura
del
esquema
especialistas
señalado.
cubanos
J.
Los
Zilberstein
Toruncha y Margarita Silvestre Oramas no
coinciden con esta idea pues de esta manera,
según ellos, se reduce la pedagogía a una
ciencia empírica.
Por otra parte estos especialistas hacen
reflexiones
importantes
que
se
pueden
sintetizar en los siguientes términos:
•
Incluyen a la didáctica como una de las
Esquema # 1
ciencias de la educación, en la que la
pedagogía es la ciencia integradora de
todas ellas.
•
Destacan que el objeto de la didáctica (del
griego didaskein “enseñar” y teckne “arte”)
lo constituye el proceso de enseñanzaaprendizaje,
en
su
carácter
integral
desarrollador de la personalidad de los
estudiantes.
Esquema # 2
Al respecto, se destaca el hecho de que estos
especialistas incluyen los procesos de aprendizaje
como elemento de la didáctica y la denominan
“didáctica desarrolladora”. En el esquema #2 se
muestra la posición desarrolladora de la didáctica
en contraposición con la didáctica tradicional. De
esta
manera,
critican
la
transmisión
de
conocimientos elaborados a la vez que ponderan
una enseñanza desarrolladora y un aprendizaje
desarrollador,
a
través
de
procedimientos
didácticos (emitir hipótesis, solucionar y elaborar
problemas entre otros),
de forma que los
estudiantes elaboran estrategias de aprendizaje
Esquema #3
tanto cognitivas como metacognitivas y en la interacción social que se establece tanto entre
el profesor y los alumnos, como entre los alumnos, en un proceso de interacción grupal y con
los niveles de ayuda correspondientes para obtener los resultados esperados tal y como se
ilustra en el esquema #2.
Estos autores insisten, en el hecho de que en un contexto histórico concreto, la didáctica debe
solucionar las preguntas que se señalan en el esquema #3. Responder estas preguntas
precisa declarar determinadas categorías de la didáctica, tales como: objetivos, contenidos,
métodos, medios, formas y evaluación.
La esencia de la investigación didáctica en cualquier segmento del proceso de enseñanzaaprendizaje y para cualquiera de las asignaturas consiste en responder a estas preguntas. En
cierto sentido declaran una metodología de la didáctica, reforzando la idea de que la didáctica
general es ciencia pues tiene un objeto de estudio propio, una metodología propia, un sistema
categorial, y principios entre otros aspectos.
El especialista Carlos Álvarez es, en nuestro criterio, quién ha realizado un esfuerzo de
sistematización más alto en la didáctica. Sus reflexiones se pueden sintetizar en los siguientes
términos:
•
La pedagogía es la ciencia que tiene como objeto el proceso formativo.
•
La consideración de que existe un proceso totalizador cuyo objetivo es preparar al hombre
como ser social denominado proceso de formación, que agrupa en una unidad dialéctica
los procesos educativos, desarrolladores e instructivos.
•
La didáctica es una ciencia social, humanística, y sus leyes tienen una naturaleza dialéctica.
•
La didáctica es la ciencia dirigida a resolver la problemática que se plantea a la escuela: la
preparación del hombre para la vida, pero de un modo sistémico y eficiente.
Es decir, la didáctica en tanto ciencia dispone de:
•
Un objeto propio: el proceso de enseñanza-aprendizaje, el que debe resolver la
problemática de la preparación del hombre para la vida, pero de un modo sistémico y
eficiente.
•
Un sistema categorial: componentes personales (profesor, alumno y grupo) y
personalizados (objetivo, contenido, métodos, medios, formas y evaluación) y otras
categorías.
•
Un sistema legal: primera ley (la relación entre el objetivo, la aspiración social) y segunda
ley (las relaciones entre los componentes personalizados)
•
Una metodología propia: dar contenido las categorías y a las leyes de la didáctica en el
contexto específico en que se esté trabajando.
Este especialista destaca que el proceso de enseñanza-aprendizaje (término utilizado por los
autores de este libro, el especialista Carlos Álvarez de Zayas lo denomina proceso docenteeducativo), está constituido por determinados componentes:
Más externos: aprendizaje, la enseñanza y la materia de estudio.
Más internos y profundos: objetivo, contenido, método, medio, forma y evaluación. (Carlos
Álvarez de Zayas considera que los componentes son: problema, objeto, objetivo, método,
medio, forma y resultado, con el objetivo de buscar uniformidad hemos propuesto el sistema
de componentes que más aceptación tiene en la comunidad científica).
El proceso de enseñanza-aprendizaje se caracteriza por disponer de cualidades: su
naturaleza, sus niveles estructurales, niveles de profundidad, niveles de asimilación y niveles
de acercamiento con la vida.
También declara dos ideas básicas claves que la didáctica general debe considerar de modo
especial:
•
Aprender a trabajar durante la permanencia en la escuela.
•
Utilizar el método de la ciencia, como método fundamental de enseñanza, aprendizaje, y
de trabajo.
Obsérvese especialmente esta segunda idea básica por la trascendencia que tiene para el
proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. ¿Qué quiere subrayar este especialista
cuando insiste en que se utilice el método de la ciencia como método fundamental de
enseñanza y aprendizaje de la ciencia? De hecho, no está proponiendo que en la escuela se
construya la ciencia de manera original, sino que se tengan en cuenta las características de la
actividad investigadora contemporánea y que se transfiera a las condiciones escolares.
En este sentido, es necesario apuntar que la reproducción del método de trabajo de los
científicos en las condiciones escolares implica:
•
La búsqueda de información, tanto en textos clásicos como a través de los medios
informáticos.
•
El procesamiento y sistematización de la información, a través de la elaboración de; notas,
resúmenes, valoraciones, esquemas, tablas, gráficos y mapas, entre otros.
•
La emisión de conjeturas e hipótesis.
•
La contrastación de los resultados teniendo en cuenta el cuerpo de conocimientos
disponible.
•
El trabajo en grupos con la dirección del investigador de experiencia, en este caso el
profesor.
•
La realización de valoraciones. Expresar puntos de vista tanto de forma escrita como de
forma oral.
•
La solución de situaciones problemáticas abiertas que se van acotando para su solución.
•
El diseño de experimentos.
•
La solución y propuesta de problemas de enunciado abierto, semiabierto y cerrado.
•
La cultura para la discusión, oír y exponer puntos de visas.
•
La comunicación de propuestas escritas que constituyan composiciones o pequeños
artículos de carácter científico.
•
La utilización del ordenador para modelar situaciones o para solucionar problemas.
Si la reproducción del método de trabajo de los científicos en las condiciones escolares, se
realizará de forma consciente, bien organizada y con conocimiento de causa, entonces se
lograría pasar de un pensamiento común a uno científico, que contiene en si a la creatividad y
al entusiasmo por saber y hacer, lo que lamentablemente, en opinión de los autores de este
libro, no ocurre en el proceso de enseñanza aprendizaje que se desarrolla en las instituciones
educativas. Por ello, el alumno aplica la lógica común a la solución de los problemas científicos,
que no está mal, pero abandona la lógica científica que es la que no ha permeado en él por
falta de profundidad en el conocimiento de su disciplina, lo que ocasiona respuestas erróneas
en muchos de los casos.
Este proceso de enseñanza-aprendizaje, tiene dimensiones (instructiva, desarrolladora y
educativa), componentes, dos leyes (la relación del proceso con el medio social y las
relaciones internas entre componentes) y cualidades (naturaleza social, niveles estructurales,
niveles de profundidad, niveles de asimilación y las ideas básicas)
El profesor disponiendo de esta concepción de la didáctica como ciencia puede dirigir el
proceso de enseñanza-aprendizaje, predecir y crear.
Desde cualquier posición teórica relativa a qué es y debe ser la didáctica es difícil no coincidir
con sus tareas actuales, así ella está llamada a:
•
Consolidar un auténtico sistema teórico sobre el proceso de enseñanza-aprendizaje.
•
Materializar relaciones interdisciplinarias en su teoría y metodología de investigación
científica de su sujeto de estudio.
•
Modificar la estructura profesional hacía un profesor-investigador.
•
Realizar un procesamiento teórico de la información empírica acumulada sobre el proceso
de enseñanza –aprendizaje.
•
Eliminar la dicotomía entre las investigaciones cualitativas y cuantitativas.
•
Lograr la unidad y correspondencia entre la teoría y la práctica de la enseñanzaaprendizaje.
➢
LAS DIDÁCTICAS PARTICULARES EN LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS
Desde el punto de vista filosófico, el par dialéctico lo general y lo particular tienen una
trascendencia extraordinaria en la materialización de la aplicación de la didáctica al proceso
de enseñanza-aprendizaje de una asignatura en específico. No tiene sentido, si lo general no
se da en lo particular y si a su vez, en lo particular no se da lo general.
La didáctica general no alcanzaría el rigor necesario si no fuera posible materializar en
condiciones concretas particulares su sistema categorial, su sistema legal y su metodología.
Esto solo es posible en el proceso de enseñanza-aprendizaje de una asignatura en específico.
Pero sería injusto pensar que las didácticas particulares solo se construyen tomando como
referencia el modelo teórico generalizador impuesto por la didáctica general. La presencia de
la ciencia como asignatura obliga a establecer nexos con la ciencia que la originó, con la
filosofía de la ciencia, con la epistemología de la ciencia y con la sociología de la ciencia para
establecer de forma primaria el contenido de sus categorías, sus leyes y su metodología.
El desarrollo alcanzado por las ciencias particulares y su relación con las tecnologías
establecieron desde principio del siglo XIX la necesidad de que se aprendieran las ciencias
con rigor en las condiciones escolares, nacían de esta forma las didácticas particulares por
cuanto los elementos específicos de estas ciencias debían ser aprendidos en la escuela.
En relación con las didácticas particulares se han escrito diferentes obras y se han implicado
en la misma diferentes especialistas no solo de la educación sino incluso aquellos que
recibieron una formación para investigar en ciencias.
Así, por ejemplo, el especialista en didáctica de la Física A. I. Bugaev se refiere a diferentes
aspectos en relación con el tema:
•
Las didácticas particulares de cada ciencia como asignatura (o ciencia escolar), constituyen
ciencias pedagógicas, nuevas ramas de la pedagogía.
•
Todos sus métodos se basan en la didáctica general.
•
La prerrogativa de las didácticas particulares es la revelación de las regularidades de la
enseñanza y la determinación del contenido, los métodos y las formas de organización del
estudio de las diferentes asignaturas, incluyendo también las tareas educativas realizadas
en el proceso de enseñanza-aprendizaje.
•
El proceso de enseñanza-aprendizaje de cada asignatura determina su objeto de estudio,
es decir, por ejemplo, el objeto de estudio de la didáctica de la Física es el proceso de
enseñanza-aprendizaje de la Física.
•
La enseñanza de cualquier ciencia escolar cumple tres funciones principales: instructiva,
desarrolladora y educativa.
•
Las didácticas particulares son ciencias pedagógicas que investigan las regularidades, las
vías y los métodos de enseñanza, educación y desarrollo de los alumnos en el proceso de
estudio de cada ciencia escolar.
•
Las didácticas particulares están llamadas no solo a crear la teoría del proceso de
enseñanza-aprendizaje, sino también “la tecnología” pedagógica que garantiza la
realización de este proceso con la mayor eficacia (Bugaev, 1989).
Los
especialistas
particulares,
en
las
didácticas
especialmente
los
Didáctica
general
dedicados a la didáctica de la Física,
también han buscado las relaciones de
estas con otras ciencias, tanto las que
provienen de las relaciones con las
ciencias de la educación, como las que
provienen de la propia ciencia que la
origina.
Llama la atención que de las ciencias de
la educación y otras ciencias se toman
diferentes elementos importantes, baste
ESQUEMA 4
Esquema # 4
señalar solamente los que se derivan de
la psicología de la asimilación y de la ciencia que origina el nombre de la asignatura, se toman
conceptos, leyes, teorías, experimentos clásicos, limitaciones, datos biográficos, elementos de
historia de evolución de los conceptos y se incluyen los métodos propios de esa ciencia para
abordar los problemas propuestos (por ejemplo, en Física, método dinámico de la fuerza,
método conservativo y método estadístico).
En el esquema #4 se ha ilustrado esta intención. A la izquierda, se muestra cómo la didáctica
general establece relación con otras ciencias y en tanto modelo teórico generalizador refracta
estas relaciones a las didácticas particulares. En la parte derecha del referido esquema se
muestran las ciencias particulares y se destaca con una interrogación el hecho de que de ella
se toman saberes (parte del contenido de la enseñanza) pero se sugiere que quedan
elementos que no se consideran por las didácticas particulares, y que se han simbolizado con
un signo de interrogación pues se tomarán posteriormente.
Negar la existencia de las didácticas particulares es un error, filosófico y epistemológico,
nuevamente la relación entre lo general y lo particular en relación dialéctica conforman un todo
inseparable. Sin embargo, esto no ha negado el hecho de que en las últimas décadas
circunstancias de carácter práctico y teórico han dictado la necesidad de agrupar determinadas
didácticas particulares, no solo por la comunidad de contenidos sino por los métodos, haciendo
su presencia la didáctica de las ciencias. Considerar las didácticas particulares permite aplicar
las estrategias didácticas clave para la formación en las disciplinas y evita errores derivados
de la polisemia, conceptualización errónea, falsas creencias, anteponer la lógica común sobre
la científica, entre otras.
➢
¿LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS ES TAMBIÉN UNA CIENCIA?
Especialistas y profesores utilizan una gran cantidad de términos, conceptos e ideas que las
atribuyen formando parte inseparables de la didáctica de las ciencias.
Los primeros, conocedores especializados del tema, disponen de un arsenal de términos
científicos mayor que el de los profesores, así es común escuchar términos ya destacados con
anterioridad: ideas alternativas, teoría de la omisión, la humanística en el proceso de
enseñanza aprendizaje de las ciencias, historicismo y su papel en el proceso de enseñanza
aprendizaje, ambientes de aprendizajes, polisemia y monosemia en la formación conceptual,
competencias, mapas conceptuales, aprendizaje significativo, Ciencia Tecnología Sociedad,
más innovación, más ambiente (CTS+I+A), teorías implícitas, cadenas verbales, alfabetización
científica, educación científica, metodología de la superficialidad, solución de problemas de
enunciado abierto, diseño de experimentos, tareas docentes integradoras y con enfoque
sociocultural, y ¿qué, cómo, con qué? entre muchos otros, que conforman un todo amorfo en
el que es difícil establecer relaciones. En el esquema # 5 se ilustra ese “todo” que incluye esos
y otros elementos y se le ha dado el nombre de “didáctica de las ciencias”
Antes de tomar partido e inferir determinadas
Didáctica de las ciencias
conclusiones acerca de la didáctica de las
ciencias se realizarán el análisis teniendo en
cuenta, para ello, reflexiones de algunos
especialistas.
Por lo general, los especialistas mencionan el
término “didáctica de las ciencias”, trabajan con
él, aportan en determinadas direcciones, pero
no la definen, y no es para menos, la
complejidad y el alcance de ésta es tal que
realmente implicaría un compromiso teórico y
práctico de grandes proporciones.
Esquema # 5
Sin embargo, el hecho de su clarificación ha
devenido en una necesidad insoslayable para que los profesores en formación continua se
apropien de un sistema de contenidos de la misma, coherente, armónico y capaz de incidir de
manera decisiva en la elevación de la calidad de la dirección del proceso de enseñanzaaprendizaje de las ciencias en la realidad escolar.
La especialista cubana Martha Álvarez Pérez, en el libro “INTERDISCIPLINARIEDAD. Una
aproximación desde la enseñanza-aprendizaje de las ciencias” atribuye a la didáctica de las
ciencias un fuerte carácter interdisciplinario, estableciendo para ello la idea de los elementos
comunes que subyacen en las ciencias escolares como puede ser, la solución de problemas y
el diseño de experimentos, entre otros. (Álvarez, M., 2004) En este sentido, este colectivo de
autores coincide con estas ideas.
Esta especialista también se adscribe a alguno de los rasgos que debe caracterizar el proceso
de enseñanza-aprendizaje de las ciencias en las condiciones actuales, es decir, el trabajo en
grupos, con situaciones abiertas y el empleo de la investigación como elemento clave del
proceso. En estos últimos elementos propuestos por Álvarez, M. parece haber consenso en el
ámbito internacional.
Otro especialista Miguel Campanario en su obra “La enseñanza de las ciencia en preguntas y
respuestas” apunta, entre otras cosas, que:
•
Los problemas de aprendizaje y enseñanza de las ciencias son esencialmente
interdisciplinares.
•
La Didáctica de las Ciencias Experimentales se suele concebir como una disciplina
eminentemente práctica. En consecuencia, se espera que los que trabajan en esta área
propongan "nuevos" métodos para que, si así se estima oportuno, el profesor los utilice en
su clase diaria. En consecuencia, toda actividad que se aleje de este marco de actuación
se estaría fuera de la didáctica de la ciencia. Sin embargo, basta mirar cualquier revista del
área, para descubrir que los especialistas en Didáctica de las Ciencias se ocupan también
de problemas y temas tales como:
o La Historia, Filosofía y Epistemología de la Ciencia como fundamentación del área y
como elementos necesarios de la llamada "alfabetización científica".
o Los problemas cognitivos y motivacionales de aprendizaje de las ciencias, así como las
actitudes de los alumnos (no sólo interesan los problemas de enseñanza, sino también
los de educación).
o Las ideas docentes de los profesores y su impacto en los métodos de enseñanza que
éstos desarrollan.
o Las interacciones ciencia-tecnología-sociedad.
•
Actualmente la Didáctica de las Ciencias cuenta con un cuerpo teórico de conocimiento, se
está configurando cada vez más como una disciplina específica y desde hace unos pocos
años se están estudiando y debatiendo los fundamentos epistemológicos de la misma.
•
Es un campo relativamente nuevo y una comunidad emergente en la que los problemas
están aún definiéndose y no hay un consenso sobre los paradigmas teóricos (Campanario,
2002).
Del análisis de su obra se infiere que entre los temas y áreas de investigación más
desarrollados en la Didáctica de las Ciencias están entre otros:
•
El cambio conceptual, en relación con las ideas alternativas de los alumnos.
•
Los problemas de aprendizaje de las ciencias.
•
Las técnicas eficaces de enseñanza de las ciencias.
•
Las relaciones ciencia-tecnología-sociedad.
•
La evaluación en la enseñanza de las ciencias.
•
Los fundamentos psicológicos de la enseñanza de las ciencias.
•
Los fundamentos epistemológicos de la enseñanza de las ciencias.
•
El uso de nuevas tecnologías.
•
El laboratorio de ciencias y las actividades prácticas (Campanario, 2002).
Como se aprecia, Campanario M. hace reflexiones profundas sobre la didáctica de las
ciencias, sobre todo en lo referido a la necesidad que tiene el que se dedica al estudio de ésta
de abordar la filosofía de la ciencia, la historia de la ciencia, la epistemología de la ciencia,
pero no solo como fundamentación del área o para contribuir a la alfabetización científica sino
que la didáctica de las ciencias, en el contexto en que trabaja este especialista, está llamada
a tomar más de las ciencias que de la didáctica general. Pero en el propio apelativo “didáctica
de las ciencias” ¿por qué aparece el término de didáctica?
Otro especialista, Daniel Gil Pérez, ha hecho reflexiones de carácter epistemológico acerca de
la didáctica de las ciencias; por ejemplo, cuando destaca “…nuestra visión acerca de los
problemas de aprendizaje de las ciencias debería estar basada en la investigación y en el
conocimiento crítico de los enfoques actuales en Didáctica de las Ciencias Experimentales y,
en última instancia, en la experiencia propia, que puede ser engañosa. La investigación en
Didáctica de las Ciencias Experimentales ha identificado numerosas fuentes de dificultad en el
aprendizaje y no son las menores las que tienen origen en las ideas inadecuadas de los
profesores y alumnos sobre qué es la ciencia, qué es enseñar ciencia y cómo se aprenden las
ciencias”. (Gil, 1994)
Obsérvese sin embargo que en esta aseveración de Gil, las expresiones interrogativas finales
apuntan hacia el sistema categorial de la didáctica y a las relaciones que con ellas guardan los
análisis de carácter epistemológico.
En las diferentes tendencias que se han dado y se dan en la didáctica de las ciencias es
indiscutible que han estado influenciadas de una manera u otra por diferentes factores dictados
por el desarrollo alcanzado por el hombre y por los diferentes contextos en que han tenido
lugar. En el esquema # 6 se resumen estas tendencias. Para nuestro criterio, en una primera
etapa, estas tendencias se fundamentaron esencialmente en los resultados alcanzados en las
ciencias pedagógicas y en una segunda etapa han estado focalizadas en el intento de transferir
los modos de actuación de los científicos a las condiciones escolares. Esta segunda etapa
condicionó el hecho de que la necesidad de fundamentación se dirigió, sobre todo, a aquellas
ciencias que cuestionan; cómo se construye la ciencia, qué caracteriza el trabajo de los
científicos, qué camino ha seguido la ciencia a lo largo de la historia, qué papel juegan las
comunidades científicas y los científicos en sí, entre otras.
En el apelativo “didáctica de las ciencias” la palabra
ciencia ha polarizado todo el análisis en esta
dirección y por consiguiente se ha hecho necesario
el abordaje de temas que se ubican en áreas afines
al estudio filosófico de la ciencia, de manera que
lleguen hasta la didáctica de las ciencias y así se
fundamenten las nuevas ideas que subyacen en la
misma. Un ejemplo de ello se evidencia con la
presencia, en el proceso de enseñanza-aprendizaje
de las ciencias, del análisis y estudio de las
Esquema # 6
relaciones Ciencia-Tecnología-Sociedad, las que
nacen en la filosofía de la ciencia y que alcanzan una relevancia social de tal envergadura que
la escuela no puede eludir.
El proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias es extremadamente complejo, y esto
tiene lugar, no solo porque en la enseñanza de las ciencias convergen; ciencia, didáctica,
epistemología, sociología, filosofía y psicología, sino porque la práctica ha demostrado que la
apropiación de los contenidos en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias ha
presentado dificultades históricamente.
Los profesores también juegan un papel trascendental en tanto dirigen el proceso de
enseñanza-aprendizaje de las ciencias y por una razón u otra no siempre están al tanto de las
transformaciones que ocurren y deben ocurrir en este proceso en la escuela, en este sentido,
una de las causas, quizás menos manejadas, es que existe una cantidad de información sobre
la “didáctica de las ciencias” que abruma y es extremadamente difícil para los profesores
orientarse en este mar de información, no solo por la cantidad e incluso la calidad de estos
productos sino porque no disponen de una base sistematizada que les posibilite penetrar en la
esencia del recurso teórico para convertirlo en fuerza movilizadora del cambio que se espera
tenga lugar en su gestión didáctica para que se enseñe ciencia y sobre las ciencias.
Comencemos por hacer algunas declaraciones que sin ser postulados pretenden establecer
los puntos de partida para organizar y ordenar los contenidos referentes a la didáctica de las
ciencias, o al menos promover la reflexión necesaria.
La didáctica de las ciencias es “una ciencia” (esta declaración es atrevida y es muy probable
que no todos estén de acuerdo con ella pero así lo asumimos) que tiene como objeto de estudio
el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias, que tiene leyes y que tiene comunidad
de contenidos y de metodología. La primera ley establece la relación entre los componentes
personalizados (categorías de la didáctica) con la vida y la segunda ley establece la relación
entre los componentes entre sí. En tanto la didáctica de las ciencias, ciencia, tiene una
metodología que consiste precisamente en dar contenido específico a estos componentes en
el contexto de que se trate y aprovechando el carácter de modelo teórico generalizador de la
didáctica general de manera que se propicia el carácter interdisciplinario que de manera natural
subyace en la didáctica de la ciencia.
Con gran acierto, los especialistas P. Valdés Castro, R. Valdés Castro y C. Sifredo Barrios han
realizado un esfuerzo de síntesis que imprime comprensión y coherencia a la didáctica de las
ciencias y que han agrupado bajo la denominación “Tres ideas básicas sobre la didáctica de
las ciencias” que se relacionan a continuación:
1. La necesidad de imprimir una orientación cultural a la educación científica.
2. La necesidad de considerar durante el proceso de enseñanza-aprendizaje las
características distintivas de la actividad psíquica humana.
3. La obligación de reflejar durante el proceso de enseñanza-aprendizaje las características
fundamentales de la actividad investigadora contemporánea.
No obstante en la medida en que las ideas y hechos enriquecen las reflexiones teóricas el
análisis que ha antecedido permite e incluso sugiere incluir una idea básica más: “La necesidad
de considerar la didáctica general como modelo teórico generalizador”,
y situarla como
primera, no porque resulte más importante o trascendente, sino porque sobre todas las cosas
la didáctica de las ciencia es “didáctica” y no otra cosa, sea ciencia o disciplina emergente. Así
las ideas básicas conformarían un sistema:
1. La necesidad de considerar la didáctica general como modelo teórico generalizador
2. La necesidad de imprimir una orientación cultural a la educación científica.
3. La necesidad de considerar durante el proceso de enseñanza-aprendizaje las
características distintivas de la actividad psíquica humana.
4. La obligación de reflejar durante el proceso de enseñanza-aprendizaje las
características fundamentales de la actividad investigadora contemporánea.
Se ha hecho referencia varias veces, en este trabajo, a que en el apelativo “didáctica de las
ciencias” hay dos conceptos claves, didáctica y ciencia. También se habían declarado los
compromisos que se contraían con el término ciencia, pero el primero, didáctica, sugiere
inmediatamente sus relaciones de interdependencia tanto con la didáctica general como con
las didácticas particulares, y que la didáctica de las ciencias, es una ciencia humanística.
No obstante, la unión de los dos términos didáctica y ciencia, conforman un todo sistémico,
que tienen juntos propiedades y características
que por separado no poseen.
En el esquema #7 se ilustra la relación de la
didáctica de las ciencias con las didácticas
particulares y con la didáctica general. Obsérvese,
en el esquema, que aunque la didáctica general es
el modelo teórico generalizador abarcador siempre
se han dejado determinadas zonas de las
Esquema # 7
didácticas particulares y de la propia didáctica de
las ciencias fuera (del círculo que representa a la didáctica general), demostrando cierta
independencia relativa de estas, así como las características que obtienen a partir de
establecer relaciones directas con las ciencias que le dan su nombre, por ejemplo, con la
Física, Didáctica de la Física y que por razones de simplificación no se han representado en el
esquema #7.
El círculo que representa la didáctica de las ciencias abarca la intersección de las didácticas
particulares, que representan invariantes, a la vez que establece relaciones con la didáctica
general. Un elemento común que toma la didáctica de las ciencias, de las otras didácticas y de
su relación con las ciencias está relacionado con las características de la actividad
investigadora contemporánea y la reproducción en las condiciones escolares de la ética,
método y estilo de trabajo de los científicos.
De esta manera la idea básica número 1 (la necesidad de considerar la didáctica general como
modelo teórico generalizador) determina el recreo de las categorías, leyes y metodología de la
didáctica general en la didáctica de las ciencias, comunicándole una estructura lógica que
permite establecer un orden, así por ejemplo, si se habla de clases y secuencias de clases se
ubican dentro de las formas, si se habla de reproducir las características de la actividad
investigadora contemporáneas se ubican en el método, si se habla del empleo del ordenador,
entonces se ubica en los medios, si se habla de partir de situaciones problemáticas abiertas,
entonces nuevamente se ubica en el método y si se habla de las relaciones que se establecen
entre los miembros del grupo de alumnos, de pequeños grupos de alumnos o de relaciones
con el profesor estaríamos refiriéndonos otra vez a las formas, entre muchos otros ejemplos
que pudieran demostrar de manera fehaciente las bondades que le comunica la didáctica
general a la didáctica de las ciencias.
En cuanto a las tres ideas básicas restantes, de la didáctica de las ciencias, no se propone un
tratamiento específico por cuanto se encuentran desarrolladas en el libro “El proceso de
enseñanza-aprendizaje de la Física en las condiciones contemporáneas” de Pablo Valdés
Castro, Carlos Sifredo Barrios, Juan Núñez Viera y Rolando Valdés Castro, publicado y
ofertado en congresos de las ciencias celebrados con anterioridad.
No obstante es necesario hacer una breve referencia a dos de estas ideas.
La idea básica número 2, (La necesidad de imprimir una orientación cultural a la educación
científica) tiene una especial relevancia en la medida en que insiste en el hecho de que la
educación científica es inherente a la cultura general. En otro orden de cosas, aprender ciencia
en la escuela no es simplemente obtener elementos teóricos y prácticos para poder acceder a
los estudios superiores y utilizar ese sistema de contenidos como herramienta de trabajo sino,
además, para poder apropiarse de los contenidos esenciales que les permita a los estudiantes;
cuidar su entorno, mejorar su vida, participar en la toma de decisiones con conocimientos de
causas, explicar su entorno natural y artificial, entre otras bondades que brinda el dominio de
las ciencias escolares.
Por otra parte la idea básica número 4 (La obligación de reflejar durante el proceso de
enseñanza-aprendizaje las características fundamentales de la actividad investigadora
contemporánea), insiste en la necesidad de que los métodos, ética y estilo de trabajo de los
científicos se refracte y llegue al proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. Esto
implica que profesores, alumnos y grupos de alumnos asuman determinados roles y realicen
determinadas actividades que hagan posible la cristalización práctica de esta idea. Recuerde
que hasta en la propia didáctica general, la utilización del método científico en la escuela es
una máxima y más que esto una necesidad.
Pero se debe insistir no solo en la transferencia de estas ideas al proceso de enseñanzaaprendizaje sino también a la metodología que sigue la ciencia y que en ocasiones se transfiere
de forma mecánica a la escuela como metodología de la superficialidad basada en una
epistemología de sentido común como plantea Campanario.
La epistemología de “sentido común” se caracteriza entre otros elementos por los siguientes:
1. La aceptación acrítica del conocimiento declarativo asumido por todos como veraz.
2. La prioridad del conocimiento procedimental y explicativo de tipo empirista-inductivista
(generalización a partir de ejemplos concretos)
3. El uso exacerbado de razonamientos cualitativos para sacar conclusiones generales.
4. El pensamiento convergente se estimula sobremanera, al validar el conocimiento
declarativo para alcanzar coherencia, pero de manera puntual.
5. La adscripción, sobre todo, al conocimiento procedimental poco riguroso tomando
estrategias únicas.
6. La hiperbolización de razonamientos de tipo causal lineal y simple.
En contraposición con esta metodología de la superficialidad se destaca la metodología
científica que se caracteriza de manera general por:
1. La aceptación de la naturaleza hipotética del conocimiento declarativo, dudar siempre de
los resultados.
2. Los conocimientos procedimental y explicativo de tipo hipotético-deductivo priman, se parte
de las teorías bien comprobadas en el dominio donde fueron emitidas.
3. Al empleo de aproximaciones cualitativas se suman además observaciones cuantitativas
para objetivarlas.
4. La utilización del pensamiento convergente está presente pero prima el divergente para
falsar el conocimiento declarativo y obtener la coherencia esperada.
5. El empleo del conocimiento procedimental riguroso es esencial, de manera que la
metodología adoptada permita la utilización de diversas estrategias.
6. El uso de razonamientos que tengan en cuenta todas las causas posibles.
Obsérvese que si el cambio conceptual estuvo en el centro de muchas tendencias del proceso
de enseñanza-aprendizaje de las ciencias hay que agregar de manera definitiva el cambio de
método para que los estudiantes se apropien de todos los saberes de manera duradera y útil.
Por otra parte, un análisis de estas ideas básicas, donde encuentran unidad concepciones
epistemológicas, psicológicas y pedagógicas, pone de manifiesto su validez sistémica y su
valor como síntesis teórica sobre la cual se puede erigir el edificio de la didáctica de las
ciencias. Nuevamente se llama la atención cómo la idea básica de considerar a la didáctica
general como modelo teórico generalizador le comunica coherencia y solidez teórica
indiscutible.
En el entorno escolar cubano el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias por
investigación dirigida ha estado marcada por el empleo de tareas docentes y “grupos” de tareas
docentes que de una forma u otra tienen como base las cuatro ideas referidas, sin embargo,
aún existen carencias de carácter teórico que relacionen estas ideas con las concepciones que
sobre tarea docente se manejan en la bibliografía pedagógica más avanzada del país. En este
sentido resulta oportuno que se aborde con una visión teórico-práctica este concepto en el
contexto específico de la enseñanza de las ciencias.
➢
LA TAREA DOCENTE INTEGRADORA CON ENFOQUE SOCIOCULTURAL
Las principales ideas de este epígrafe están basadas en las tesis doctorales de la Dra. Torres
Rivera, Las tareas docentes con enfoque sociocultural- profesional (2006) y del Dr. Rivero
Pérez, Un modelo para el tratamiento didáctico integral de las tareas teóricas de física y su
solución (2003). También se consideran ideas escritas en el libro Las Ciencias Naturales desde
las Tareas Docentes Integradoras (2020), del Dr. Contreras Vidal.
La didáctica general puede contribuir a la didáctica de las ciencias con un sistema de métodos
y procedimientos actualizados y denominados por algunos especialistas desarrolladores, como
pueden ser la solución y elaboración de problemas, la argumentación o la emisión de hipótesis,
entre otros. La didáctica de las ciencias sin emplear esta terminología dada por el sistema
categorial de la didáctica, al reproducir las características de la actividad investigadora
contemporánea transferidos al proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias los está
convirtiendo en métodos de enseñanza también. En cualquiera de las variantes la
problematización deviene en método, en medio, en forma para desarrollar un proceso de
enseñanza-aprendizaje que sea actualizado y contemporáneo.
Aunque no se puede sintetizar que la enseñanza de la ciencia se problematiza de inicio a fin,
sin dudas ocupa un papel preponderante. Esta problematización se manifiesta de formas
distintas, algunos le llaman sistema de actividades, conjunto de tareas, conjunto de acciones,
exigencias y quizás los más atrevidos sistema de tareas.
Así, la protagonista fundamental de llevar a efecto la reproducción de las características
investigadoras contemporáneas o de promover situaciones de aprendizaje desarrolladoras,
según qué referente se tome, indiscutiblemente que es la tarea docente.
Llámese tarea docente a tales situaciones, o de otra forma, los especialistas la han abordado
estableciendo incluso determinadas “estrategias” como lo hizo Daniel Gil. Sin embargo, se
observan carencias teóricas, no solo para la confección individual de estas tareas docentes,
sino el conjunto de las mismas que deben alcanzar el rango de sistema.
Sin pretender establecer una discusión teórica al respecto simplemente nos vamos a adscribir
a la caracterización que realiza el especialista Gutiérrez, R. al declarar que la tarea docente:
“Es célula básica del aprendizaje, es el componente esencial de la actividad cognoscitiva, es
la portadora de las acciones y operaciones que propician la instrumentación del método y el
uso de los medios con fines predeterminados, sirve para provocar el movimiento del contenido
y alcanzar el objetivo, y se realiza en un tiempo previsto” (Gutiérrez, 2003). Esta definición de
tarea docente, síntesis del trabajo realizado por otros especialistas resume sus rasgos
esenciales.
En el marco del proceso de enseñanza-aprendizaje de la ciencia para enfatizar en
determinados rasgos que obtiene el concepto de tarea docente, es necesario precisar algunas
caracterísitcas del enfoque del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias en Cuba a
propuesta de los especialistas Eduardo Moltó y Rosalina Torres, y que denominaron enfoque
sociocultural del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
Por enfoque sociocultural del proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias se entiende la
dirección del proceso de enseñanza-aprendizaje de éstas que considera no solo el saber y el saber
hacer, sino que pondera de modo especial el saber valorar y el hecho de que la ciencia es un
vehículo cultural la cual desarrolla en los alumnos una actitud reflexiva que los potencia en la
comprensión de su entorno y les permite de manera consciente participar en la toma de decisiones
para el logro de un desarrollo sostenible. Se materializa en los planos: económico, medioambiental,
humanístico, tecnológico, ideopolítico e histórico, en interacción sistémica. Debe contribuir a la
formación del pensamiento científico, no solo por el dominio riguroso del sistema de conocimientos
aprobados por la comunidad científica contemporánea, sino por reproducir en la construcción de
los conocimientos y las habilidades: los métodos, la ética y el estilo de trabajo de los científicos.
Es necesario entonces conceptualizar qué se entiende por enfoque sociocultural. Abundando
en esta dirección es lícito considerar que el proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias
con un enfoque sociocultural debe estar fuertemente impregnado por los rasgos que a
continuación se proponen:
•
La Ciencia como asignatura incluye su sistema teórico-conceptual, sus métodos para
penetrar en el estudio de la realidad transferidos a las condiciones escolares así como el
análisis de aciertos y limitaciones de los modelos establecidos.
•
La consideración de la ciencia como una obra humana que se construye a partir de la labor
desarrollada, no por hombres aislados, sino por la comunidad científica.
•
La consideración de que la ciencia pretende la búsqueda de la verdad, la cual es relativa y
determinada históricamente.
•
La consideración de las relaciones Ciencia-Tecnología-Sociedad, a partir de vincular la
ciencia como asignatura, la tecnología con la que se relacione ese sistema de
conocimientos y la sociedad en la que se enmarquen.
•
La
consideración
de
las
implicaciones
científicas
en
los
planos:
económico,
medioambiental, humanístico, tecnológico, ideopolítico e histórico en interacción sistémica.
•
La consideración de los métodos, ética y estilo de trabajo de los científicos que se refracta
hasta el proceso de enseñanza-aprendizaje de las Ciencias y deviene en método novedoso
de enseñanza.
•
La consideración de los valores humanos de los científicos, la ponderación del servicio que
han prestado a la humanidad y el análisis de los casos de violación de los principios éticos,
que traen como consecuencia efectos perjudiciales a la naturaleza y a la sociedad.
•
La consideración del saber valorar, de modo especial, para contribuir al desarrollo del
pensamiento reflexivo en los estudiantes a través de la búsqueda de significados.
Estos rasgos tipifican el enfoque sociocultural en el proceso de enseñanza-aprendizaje de las
ciencias, y permiten reflexionar acerca de qué características deben tener las tareas docentes
que propicien la cristalización de tal enfoque. En fin, la ciencia como asignatura se debe
considerar como vehículo
cultural para potenciar una
cultura
científica,
permita
que
reflexionar
consecuentemente
y
participar en la toma de
decisiones para contribuir
a un desarrollo sostenible.
De una manera u otra en
las tareas docentes con
enfoque
sociocultural,
deben estar estos rasgos
incluidos,
pero
consecuencia
caracterización
sobre este
en
con
que
la
Esquema #8
concepto
realizan las ciencias pedagógicas y que aquí se reflejan a través de la síntesis propuesta por
el especialista Gutiérrez, R. por lo que pudiera resumirse que la tarea docente con enfoque
sociocultural es la que pondera y utiliza las cuatro ideas básicas para la enseñanza de las
ciencias declaradas en este trabajo.
En el esquema # 8 se muestra, en síntesis, cómo las cuatro ideas básicas de la enseñanza
de las ciencias devienen en referentes teóricos esenciales de la didáctica de las ciencias y
cómo la tarea docente (el sistema de tareas docentes) materializa a través de su sistema de
acciones la dirección del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
Esto no resta que se acepten las ideas referidas para el tratamiento del contenido de la ciencia
escolar a través de una situación general o problema general a partir del cual se generan todas
las acciones, si en definitiva este problema general es una tarea docente y todos los elementos
para cumplimentarla que se dan de forma problematizada constituyen las acciones de dicha
tarea docente.
Es oportuno hacer algunas reflexiones sobre los sistemas de tareas docentes ya que tareas
aisladas y puntuales no son capaces de lograr los objetivos propuestos. Algunos especialistas
han propuesto definiciones sobre sistema de tareas docentes, así el Dr. Rivero Pérez, uno de
los autores de este libro, propone: “Un conjunto integrado de tareas, que se organiza,
estructura y desarrolla sobre la base de factores; didáctico, metodológico, lógico-psicológico,
epistemológico y culturológico-humanístico, de acuerdo con las cualidades generales de los
sistemas y que realiza funciones de enseñanza, educativa y desarrolladora” (Rivero, 2003).
Esta definición resulta un antecedente valioso para definir sistema de tareas docentes con
enfoque sociocultural. Es aconsejable conformar el sistema de manera que se rija también por
factores que permitan su estructura y funcionamiento, pero con las especificidades que le
impone el referido enfoque sociocultural. De esta forma el concepto se expresa en los
siguientes términos: Un conjunto integrado de tareas docentes que se organiza, estructura y
desarrolla sobre la base de las peculiaridades del enfoque sociocultural, que considera como
referente teórico esencial las ideas básicas de la didáctica de las ciencias y que se materializa
a través de factores; didáctico, psicológico, cultural y epistemológico, de acuerdo con las
cualidades generales de los sistemas, con la función de que los estudiantes se apropien de los
saberes de las ciencias escolares como vía (método y medio) para que aprendan ciencia y
sobre la ciencia.
El sistema de tareas docentes de la asignatura se concibe de forma tal que las ciencias y sus
didácticas particulares conforman un todo y no una simple yuxtaposición de dos entes ajenos.
Ese todo para cada ciencia como asignatura en lo referido a lo que tiene de comunidad de
contenidos y metodología con las otras ciencias escolares contribuye de manera decisiva a
que se conforme de manera coherente y con independencia relativa la didáctica de las
ciencias. Es preciso entonces abordar de manera sintética el contenido de cada factor.
1. Factor didáctico.
Tiene en cuenta el sistema de categorías de la didáctica general, su sistema legal y su
metodología. Este factor permite dotar al sistema de tareas docentes de rasgos que justifican
el sentido del término didáctica en el apelativo “didáctica de las ciencias”, en fin este factor
contempla, entre otros, los siguientes aspectos:
•
La derivación gradual de los objetivos del programa hasta su concreción a través de la tarea
docente en cuestión.
•
La correspondencia entre los objetivos de cada clase de la unidad y las tareas docentes
que se deben formular.
•
La clasificación en términos didácticos, en función de la lógica del proceso de enseñanzaaprendizaje, es decir, partir de una situación problemática general para la unidad en
cuestión y después proponer tareas docentes que puedan solucionar la misma, teniendo
en cuenta que el proceso de enseñanza-aprendizaje transcurre desde el tratamiento del
nuevo contenido hasta la consolidación en función de los procesos de apropiación de
saberes.
•
La adecuada dinámica del proceso a partir de la coherencia sistémica entre los métodos
reproductivos y productivos durante la reproducción de las características de la actividad
investigadora contemporánea.
•
La consideración de las funciones: instructiva, educativa y desarrolladora en cada una de
las tareas docentes.
•
La tarea docente en tanto proceso de enseñanza-aprendizaje debe tener en cuenta
objetivos, contenido, método, medio, forma y evaluación.
En fin, este factor considera que todos los objetivos reciben tratamiento a través de las tareas
docentes que conforman el sistema. Para ello se deben tener en cuenta los criterios de
clasificación que diferencian a las tareas docentes para introducir, desarrollar y consolidar los
contenidos de la unidad en cuestión. Esto se logra a través de una categoría esencial de la
didáctica “la lógica del proceso de enseñanza-aprendizaje” que no puede pasar inadvertida.
2. Factor psicológico.
Desde el punto de vista psicológico es trascendente hacer algunas consideraciones. En las
ideas básicas se señala "La necesidad de considerar durante el proceso de enseñanza-
aprendizaje las características distintivas de la actividad psíquica humana”, demostrándose
la importancia de considerar los procesos psíquicos cuando se enseña y se aprende ciencia.
Muchos especialistas han contribuido a aplicar las ideas de la psicología al proceso de
enseñanza-aprendizaje de la ciencia entre los que sobresalen: J. Piaget, J. I. Pozo, C. Coll,
D. Ausubel, L. Vigotsky y sus colaboradores.
Aunque de forma electiva se reconozcan y apliquen resultados de avanzada obtenidos por
estos especialistas, esta propuesta se centra en los trabajos de Vigotsky materializados en la
Teoría Histórico Cultural, en la que se potencia, la relación estrecha entre los procesos
afectivos y cognitivos, la importancia para los aprendizajes de comunicación y actividad, el
hecho de que la educación tira del desarrollo y la existencia de una Zona de Desarrollo
Próximo, entre otras ideas claves de esta teoría.
Este factor contempla, entre otros, los siguientes aspectos:
•
La lógica del proceso de enseñanza-aprendizaje dado por la combinación de la estructura
de la ciencia como asignatura y los principios de la psicología de la asimilación.
•
La atención a las inquietudes cognoscitivas de los alumnos.
•
La graduación de las dificultades en correspondencia con las características individuales
de los alumnos y del grupo respectivamente.
•
La atención a la esfera afectiva de los alumnos en función de las interacciones entre los
componentes personales del proceso de enseñanza-aprendizaje (alumno-profesor-grupo)
al abordar la tarea docente.
•
La estimulación de las operaciones lógicas del pensamiento (análisis, síntesis,
comparación, abstracción y generalización) así como de las formas del pensamiento lógico
(conceptos, juicios y conclusiones).
En fin, este factor considera que las tareas docentes respondan a las características
individuales de los alumnos. Todos los alumnos resuelven las tareas docentes orientadas,
aunque los niveles de ayuda sean diferentes y las acciones y operaciones puedan alcanzar
estadios más avanzados en unos que en otros, en función del diagnóstico individual de que se
disponga.
En otro sentido se ha demostrado que la adopción de los modos de actuación de los científicos
en las condiciones escolares compromete cognitivamente a los alumnos y los motiva a
alcanzar los resultados esperados.
3. Factor cultural.
Este factor posibilita que las tareas docentes, a través de su sistema de acciones, focalice de
manera intencional los impactos de la ciencia escolar para la contribución a la obtención de
una cultura científica dentro del amplio marco de una cultura general integral.
Para lograr dar atención al mismo, es decir, al factor cultural, se tendrán presente entre otros
los siguientes aspectos:
•
La relación entre el contenido de la enseñanza de las ciencias y la concepción actual de
ciencia. El sistema de saberes de las asignaturas de ciencia se caracterizará por establecer
nexos sistémicos entre: saber, saber hacer y saber valorar. Así, es trascendente para la
cultura no solo que los estudiantes se apropien del sistema teórico-conceptual y sus
relaciones con la vida, sino además como parte inseparable de la cultura científica, que se
apropien de los elementos fundamentales de la metodología del conocimiento científico.
•
La reflexión oportuna sobre la incidencia del conocimiento científico escolar para participar
en la toma de decisiones debidamente informados.
•
El análisis de los problemas científicos actuales desde diferentes puntos de vista: de los
países más o menos desarrollados, desde el interés individual o desde el social, desde el
colectivo científico o desde la ciudadanía.
•
El aprendizaje de las teorías y de los conceptos de manera que se destaque su aplicación
a la vida diaria o su carácter clave como generadores de otros conocimientos.
•
El estudio y análisis de las relaciones Ciencia-Tecnología-Sociedad en el proceso de
enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
En fin, la enseñanza de las ciencias en las condiciones actuales no solo deviene en
herramienta para la continuidad de estudios sino como valioso vehículo cultural que constituye
un componente esencial de la cultura general integral.
4. Factor epistemológico.
En este factor se han agrupado diferentes ideas fundamentales que parten de considerar en
el proceso de enseñanza-aprendizaje las características que hoy presenta la actividad
investigadora en la construcción de la ciencia, lo que no solo implica el método, es decir, la
metodología seguida en la construcción de la ciencia, sino también la ética y el estilo de trabajo
de los científicos, así como de las comunidades de científicos. De hecho estas ideas no solo
se abordan por la epistemología sino por otras ciencias donde la filosofía de las ciencias ocupa
un lugar trascendente.
Este factor permite dotar al sistema de tareas de rasgos que impregnan a la ciencia escolar no
solo del sistema teórico conceptual de las ciencias en cuestión sino también de
su
metodología, alejada, por cierto, de la metodología de la superficialidad. Así la tenencia en
cuenta de este factor garantiza el cambio conceptual y sobre todo el cambio metodológico, en
fin este factor contempla, entre otros, los siguientes aspectos:
•
Las características del sistema de saberes de la ciencia escolar en estrecha relación con
la transferencia a las condiciones escolares de los métodos, ética y estilo de trabajo de los
científicos.
•
Las especificidades del contenido de la ciencia escolar tomado de la ciencia pero
asegurando que también hagan presencia los métodos que emplean los científicos para
conocer la realidad y transformarla en bien de la humanidad.
•
La tenencia en cuenta de problemas cardinales de la historia de la ciencia y de la filosofía
de la ciencia que tienen una trascendencia cognitiva insoslayable en el proceso de
enseñanza-aprendizaje de la ciencia.
•
El concepto de ciencia actual y su trascendencia para el proceso de enseñanza-aprendizaje
de las ciencias.
En fin, este factor considera las peculiaridades del contenido de la ciencia y de los métodos de
la ciencia para penetrar la realidad pero transferido a las condiciones escolares.
En resumen, el tema merece insistencia y ejemplificación, en la medida en que la
problematización, caracterizada por el empleo de tareas docentes integradoras con enfoque
sociocultural tiene un papel preponderante en las condiciones reales que impone el proceso
de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. El tema tratado está muy lejos de agotar el análisis
pero al menos promueve la discusión e incluso se puede aspirar a establecer consenso sin
que por ello se afecte la necesaria y requerida diversidad.
A continuación pueden leerse algunas de las tareas que reúnen los requisitos presentados en
este epígrafe.
•
Una de las alertas de los ecologistas respecto al Amazonas se refiere al aumento de la
taza de gas carbónico resultante de la quema de madera en la atmósfera con la
consecuente elevación de la temperatura de la Tierra y la posible fusión de los hielos lo
que provocaría el aumento del nivel del mar. ¿La anterior preocupación es lógica? ¿Por
qué? Contextualice este hecho con los incendios ocurridos en el Amazona en este 2020.
¿Por qué al Amazona se le considera el pulmón del mundo?
•
Discuta las razones por las cuales en el desierto la temperatura diurna sobrepasa los
40 0C sin embargo la nocturna puede ser de – 20 0C. ¿Qué medidas pueden ser
tomadas a escala global para evitar el avance de las zonas desérticas?
•
Cuando una persona sale de una piscina principalmente en un día con mucho viento
por lo general siente frío- Explique el por qué siempre considerando el sistema de
conocimientos de las ciencias físicas y médicas en su respuesta.
•
¿Cómo se explica que los esquimales construyan sus casas con hielo y logran
protegerse del frío?
➢
PROBLEMÁTICA ACTUAL DE LA FÍSICA Y SU DIDÁCTICA
La Física es parte de la vida cotidiana del ser humano. Es una ciencia utilizada en todos los
procesos tecnológicos y científicos, por lo que enseñar Física debe incluir un alto componente
de motivación tanto para los profesores como para los estudiantes, dentro y fuera de las aulas,
ya que la Física es una ciencia natural que acompaña al ser humano en todas sus actividades
cotidianas (Barrera, 2007). Sin duda, las instituciones educativas en las que se imparten cursos
de Física tratan de alcanzar como meta transitar de un conocimiento común a uno científico,
de aplicar la lógica común a aplicar la lógica científica, que se muestre sistematizado,
verificable y aplicable a los problemas que continuamente un estudiante pudiera enfrentar en
el desarrollo de su profesión. En este sentido, el reto de los profesores es transformar los
conocimientos dogmáticos y míticos en un conocimiento verificable que tome en cuenta el
avance de la ciencia y la tecnología actuales. Las acciones pedagógicas en el espacio áulico
que llevan al logro de estas metas no son fáciles, ya que traspasar de las barreras de la
pasividad a la acción, de la mediocridad a la efectividad, del obscurantismo a la claridad, del
mecanicismo a la innovación, de la individualidad a la solidaridad y de la repetición a la
creación, requieren sin duda, un constante esfuerzo de quienes facilitan el conocimiento y de
quienes aprenden (Palo, 1990).
Los esfuerzos puestos en práctica en el proceso de enseñanza y aprendizaje de la Física aún
encierran numerosas dificultades, principalmente las relacionadas con el desarrollo de la
inteligencia, creatividad, modelación e innovación en el estudiante, dejando honda huella en
las actividades encaminadas a la reproducción de saberes y memorización de contenidos
(Moreno, 1989).
En los últimos años, se han vuelto accesibles una gran variedad de tecnologías de diseño libre
que están cambiando rápidamente la forma en que se enseña en todos los niveles educativos.
En particular, el uso cada vez más frecuente de equipos tecnológicos, software de simulación,
sistemas de adquisición de datos, video y el internet, han abierto más oportunidades para que
el estudiante aprenda y han favorecido el trabajo de los profesores en la enseñanza de las
ciencias técnicas. Es necesario señalar una precaución con relación al impacto de las
tecnologías de información y comunicación en la enseñanza de la Física: por si solas, no
mejoraran el logro de competencias en los estudiantes, tampoco se puede dar por hecho que
su utilización genera la pericia necesaria en el estudiante para aportar soluciones a los
problemas en contexto. Esto último requiere capacidad para transferir el conocimiento. Es por
eso que el uso de tecnologías requiere que los profesores impriman una intención pedagógica
en su uso, que de otra forma, pudieran tener un efecto negativo al suponer resultados de
aprendizaje traducidos en competencias profesionales (Gil, 1997).
Como el lector puede apreciar, una de las características distintivas de los tiempos actuales
se refiere a los continuos cambios en el orden tecnológico, económico y social. A pesar de esta
constante, no hemos podido prever estos cambios y con ellos hemos sufrido consecuencias
de impacto global. Ante estas realidades es imperante preparar a nuestros estudiantes en
ciencia y tecnología y con esto ayudarlos a enfrentar los retos que les demanda su disciplina.
Este esfuerzo resulta por demás complejo, aunque es un desafío del que un educador en
Física no puede hacerse a un lado.
Por lo tanto, el objetivo que debe tener presente todo profesor en la planificación de los cursos
de Física, es desarrollar en los estudiantes la habilidad de enfrentarse a problemas nuevos
con apertura y rigurosidad. En otras palabras, es necesario que el profesor focalice sus
esfuerzos en formar a los estudiantes en las competencias de aprender a aprender y aprender
a ser, como base para lograr una mejor transferencia del conocimiento ante nuevas situaciones
de toma de decisiones en la práctica profesional.
El cuerpo de conocimientos sobre educación de las ciencias continuamente refiere a permitir
que los estudiantes elijan por sí mismos un tópico de estudio dentro de su plan de estudios y
lo desarrollen de forma autónoma, con las tecnologías que conocen y en su contexto, esta
práctica hace un aporte valioso al proceso educativo en el campo de las ciencias. Como
resultado de diversas investigaciones relacionadas con ambientes de aprendizaje en las
ciencias técnicas, se ha descubierto que los estudiantes tienen pocas posibilidades de
desarrollar sus propias ideas. Aún en tesis de posgrado, es usual que un docente o
investigador experimentado sugiera el tema de estudio. No existen muchas oportunidades para
que ellos lleven adelante sus propias ideas (Gil, 1997). La rigidez caracteriza la enseñanza de
esta ciencia (Valle Mijangos, 2013).
Si revisamos las temáticas que se enseñan actualmente en Física, como asignatura de
formación general, podemos encontrarnos con el hallazgo de que el mayor peso recae en el
período anterior al siglo XIX, llegándose a abordar ciertos asuntos relativos a la primera mitad
del siglo XX. Si esta presentación de la Física va acompañada de los ejemplos tradicionales y
problemas, podemos decir que nos hemos quedado detenidos en el tiempo y el estudiante, o
hasta el profesional recién graduado, no físico, se queda atónito ante las imágenes televisivas
o noticias periodísticas, relacionadas con la Física Contemporánea y que nunca se le han
mencionado en la escuela. Otra arista de este mismo asunto es el bajo interés y motivación
por el estudio de la Física en los estudiantes, dada la falta de conexión que los relaciona con
la vida diaria y por lo que les resulta poco atractiva (Villarreal, et. al. 2002).
En los últimos cincuenta años, la preocupación por la enseñanza de las ciencias ha cobrado
gran interés, produciéndose aportes muy importantes en el orden de la didáctica de la ciencia.
En esta preocupación, han surgido nuevas teorías del aprendizaje, acompañadas de métodos
y estrategias innovadoras que deben ser integradas a la enseñanza de una ciencia
experimental como es la Física con la intención de hacerla más atractiva al estudiante.
Contrario a las tendencias tradicionales, en los círculos científicos se empieza a reconocer a
la enseñanza de la Física como uno de los campos de desarrollo de acuerdo con una
clasificación de la International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP), lo cual indica la
importancia que reviste la divulgación y el aprendizaje del conocimiento científico (Villarreal,
et. al. 2002).
➢
LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
Es sobradamente conocido que una educación, en cualquiera de sus niveles, que se considere
de calidad, debe responder a las necesidades de la sociedad. En este sentido, es fundamental
cuidar la formación de los estudiantes en competencias tanto personales como profesionales,
que los preparen para su integración en un entorno cada vez más complejo en el que la mera
adquisición de conocimientos ya no es suficiente. Los profesores de Física, al igual que los de
otras disciplinas, deberían asumir estas nuevas necesidades realizando mejoras en su práctica
docente.
La enseñanza de la Física posibilita de modo sencillo el desarrollo y adquisición de
capacidades tales como la resolución de problemas o las habilidades experimentales. En las
publicaciones científicas sobre la enseñanza de Física General, se encuentra abundante
documentación sobre cuándo y cómo desarrollar dichas habilidades, y se hacen
recomendaciones que parecen ser ampliamente aceptadas, ya que los profesores asumen de
un modo natural dichas capacidades entre sus objetivos docentes para los distintos niveles de
enseñanza. Sin embargo, la enseñanza de la Física ofrece al mismo tiempo la posibilidad de
desarrollar un rango más amplio de competencias. Esto resulta ser especialmente relevante
cuando nos referimos a niveles universitarios, donde el objetivo es que los estudiantes reciban
una formación integral y orientada hacia la inserción en un mundo laboral que a su vez les
permita desarrollarse profesional y personalmente (Benito, Portela y Rodríguez, 2006).
De acuerdo con Valle Mijangos y Álvarez Rivero (2015), un alto porcentaje de profesores,
según la literatura cerca del 80%, plantean objetivos relacionados únicamente con los
contenidos técnicos de sus asignaturas, es decir, la intención es solo la formación técnica.
Aproximadamente un 40% propone en sus planificaciones didácticas contenidos relacionados
con competencias o habilidades de investigación y profesionales, y apenas un 5% del total,
incluye competencias de carácter social. Por tanto, son escasos los cursos que forman a un
estudiante de Física en habilidades del Ser. En cuanto a los contenidos, predominan aquellos
ambientes de aprendizaje que enfatizan el carácter teórico frente a los de carácter práctico
(Benito, Portela y Rodríguez, 2006).
La literatura relevante del tema muestra hallazgos derivados de observar la práctica docente
en aula, tal es el caso de que los profesores hacen amplio uso de la clase magistral a la que
normalmente acompañan de largas sesiones de resolución de problemas, sesiones de
laboratorio en menos casos y tutorías individuales. Los profesores de Física fomentan más
las competencias específicas que las generales. La comprensión de fenómenos físicos, la
resolución de problemas o las habilidades experimentales y de cálculo numérico, dominan
claramente sobre las habilidades comunicativas, personales, de trabajo en equipo, manejo del
ordenador o valores éticos.
Por otro lado, los cursos de Física General, introducidos en los primeros años de los estudios
universitarios, tienen un importante valor instrumental y son la base para posteriores
enseñanzas científicas de mayor profundidad. ¿Por qué no extender su contribución hacia la
consecución de un aprendizaje más integral entre los estudiantes? Desafortunadamente, al
analizar las prácticas docentes se observa que son bastante tradicionales, de modo que tanto
profesores como estudiantes aprovechan tan sólo algunas de las oportunidades y ventajas que
la Física ofrece. Desde esa perspectiva, no es posible pensar que el egresado identificará,
modelará y propondrá alternativas de solución integral.
Según Benito, Portela y Rodríguez (2006), al analizar las prácticas docentes, se observa que
las lecciones presenciales, las prácticas de laboratorio y las sesiones de resolución de
problemas ocupan la mayor parte del tiempo y de los esfuerzos de los profesores. Apenas si
se utilizan metodologías activas, lo cual debería impulsarse si realmente queremos trabajar
en la adquisición de competencias generales. Los profesores podrían utilizar alguna de las
muchas alternativas existentes frente al modo de enseñanza tradicional. Una posibilidad es el
método de aprendizaje cooperativo que ya ha demostrado su potencial y aplicabilidad en
enseñanzas de corte científico y que ha resultado idóneo al reportar en su práctica óptimos
resultados cuando se aplica a cursos de Física. Los mismos investigadores comentados
señalan que actualmente la investigación educativa intenta romper con la figura del
profesorado como instrumento intermediario que aplica técnicas elaboradas por expertos
externos y cuyos fundamentos y finalidad escapan a su conocimiento y control.
Resultados de investigaciones en este campo han propuesto un recurso para los profesores
que consiste en utilizar una investigación centrada en la reflexión sobre la complejidad,
diversidad y riqueza dinámica de la vida del aula. Surge así la investigación-acción (I-A) que
concibe el aula como un espacio de investigación y experimentación, donde el investigador
está implicado en la propia práctica docente. En la actualidad, la I-A es considerada como el
instrumento idóneo en el control y regulación del proceso de enseñanza-aprendizaje en el aula,
así como la metodología propicia para el autodesarrollo profesional del profesorado.
Consecuentemente, la I-A se constituye como el escenario idóneo para evaluar la práctica
educativa en la enseñanza de la Física. Ésta puede tener diversos enfoques, en función de los
aspectos que se deseen estudiar y mejorar de la práctica docente.
El hecho de que los resultados de una I-A en didáctica de la Física no sean generalizables,
desde el punto de vista formal (científico), no significa que no sean útiles en otras situaciones
educativas. La I-A se ha presentado como una investigación en la escuela y desde la escuela,
que debe ser realizada por los docentes con el propósito de dar respuestas puntuales a las
situaciones problemáticas que surgen en el aula, al mismo tiempo que contribuir al
autodesarrollo profesional del profesorado. Sintonizando con las actuales tendencias en
enseñanza de la Física que demandan del profesorado un compromiso que le convierta en
investigador, reflexivo, crítico e innovador de su práctica educativa. La I-A se perfila, pues,
como el instrumento idóneo para ello (García, 2009). Lo que se requiere es que el profesor y
el estudiante la conozcan y practiquen en el aula, modificar paradigmas en la enseñanza de
las ciencias técnicas.
En otros resultados de investigaciones, se ha venido señalando en los últimos años una
paulatina despoblación de estudiantes en las carreras de Física de diversas universidades de
todo el mundo. Como indicadores de esta afirmación pueden tomarse diferentes registros de
deserción y abandono en dichas titulaciones y de una fuerte disminución de ingresantes a las
mismas (Bandiera, et.al. 1995 y Siviter, 1994). Con esta información, el lector puede formularse
la pregunta: ¿Quién hará ciencia en el futuro?
Al respecto, diferentes autores han señalado la existencia de grandes dificultades en los
estudiantes universitarios para aprender significativamente los conceptos físicos que se les
enseñan (Ferreyra y González, 2000). En este sentido, un grupo de especialistas universitarios
en el área de la Física realizó un estudio diagnóstico del estado actual de la enseñanza en las
universidades argentinas, concluyendo que existía una imperiosa necesidad de mejorar
sensiblemente los laboratorios de enseñanza de la Física y sugiriendo que habría que
considerar distintas acciones para mejorar la calidad de la enseñanza de grado y postgrado en
estas universidades.
Resulta oportuno subrayar que estas acciones corren el riesgo de quedar atrapadas en
aproximaciones limitadas y parciales y que podría eludirse la complejidad del problema y
terminar recortando los esfuerzos a cuestiones puramente técnicas como lo es la falta de
equipamiento (FOMEC, 1995).
Específicamente, en lo que se refiere al interés por mejorar la enseñanza práctica de
laboratorio, diversos estudios realizados desde una perspectiva constructivista son
contundentes en proponer el uso de situaciones problemáticas abiertas que aproximen dichas
prácticas a la actividad de la ciencia (Tobin, 1990; Woolnough, 1991; González, 1994; Hodson,
1994; Gil y Valdés, 1996 y Salinas de Sandoval, 1994). Esto es, utilizar una pedagogía basada
en problemas y casos, o como ya se propuesto en apartados anteriores por el Dr. Rivero Pérez,
autor en este libro, con una pedagogía basada en proyectos de investigación.
Llama la atención que hechos similares parecen haberse constatado en las carreras de Física
de varias universidades argentinas y de otros países. Si bien existen importantes causas
externas, como la creación de atractivas carreras relacionadas con la informática y las
comunicaciones o la caída de programas de energía nuclear, entre otras, que seguramente
pueden estar influyendo en esta realidad, el aumento de la despoblación nos obliga a iniciar
un análisis hacia adentro y estudiar, por ejemplo, las características del proceso de enseñanzaaprendizaje (PEA) en la universidad. Es decir, resulta necesario detenerse y sacar a la luz
algunos hechos a los que tradicionalmente no habíamos prestado la debida atención. Así, la
extensión de los programas de estudio o las orientaciones habituales de la enseñanza, podrían
resultar factores centrales para explicar esta pérdida de interés en los estudiantes (Ferreyra y
González, 2000).
En otras investigaciones se identifica la complejidad matemática de la Física como uno de los
factores que más inhiben a los alumnos y señalan la rapidez indebida con que los profesores
enseñan las representaciones matemáticas del mundo físico, como una de las causas de sus
dificultades de comprensión. Recomiendan iniciar la enseñanza desde una perspectiva
fenomenológica, haciendo que los estudiantes se centren en hablar, escribir y leer sobre
distintos fenómenos físicos e introduciendo en forma gradual las representaciones algebraicas
de los mismos (Monk, 1994). Es aquí donde muchos autores apuntan a que un ambiente de
aprendizaje de la Física que sea eficaz, debe pensarse incluyendo actividades formativas en
ambientes formales e informales.
Otras investigaciones arrojan resultados relacionados con el bajo rendimiento académico
obtenido por los estudiantes en el proceso formativo. Intentando realizar la descripción más
precisa sobre este punto, diversos autores opinan que las materias introductorias no permiten
un entendimiento conceptual satisfactorio de la Física Básica, ya que se registran dificultades
en conectar diversas representaciones como gráficos, diagramas, ecuaciones, conceptos
básicos y principios, con fenómenos del mundo real. Señalan que el conocimiento que se
consigue parece consistir en datos o hechos separados, fórmulas y ecuaciones organizadas
pobremente, lo que les impide retenerlas y usarlas. Consideran además que este conocimiento
adquirido es fragmentado y difuso y que los estudiantes rápidamente se sienten abrumados
por la acumulación de detalles memorizados, trayendo como consecuencia un inevitable
descontento y desinterés (Ferreyra y González, 2000).
En varios países, algunas investigaciones realizadas en los primeros cursos de distintas
universidades han puesto de relieve la existencia de los problemas mencionados. El análisis
de los resultados obtenidos de pruebas diagnósticas, pruebas post instruccionales y encuestas
a estudiantes ponen en evidencia entre otros problemas: escasos logros referidos a
aprendizajes conceptuales de la Física que se les enseñó, una tendencia generalizada hacia
un aprendizaje memorístico, la existencia de ideas erróneas fuertemente arraigadas y grandes
dificultades en la comprensión e interpretación de los enunciados de las situaciones
problemáticas planteadas (Wainmaier, 2008).
Se puede afirmar entonces que la característica principal en las prácticas del profesorado es
que se centran en proporcionar un volumen cada vez mayor de información a los estudiantes
y, desde el momento en que se exige que dicha información se reintegre en un examen,
refuerza la noción de que el ejercicio memorístico a corto plazo es la base del aprendizaje
(Muñóz-Chápuli, 1995). El uso de esta práctica entre los docentes es producto de experiencias
49
no reflexivas o de ideas de un supuesto sentido común sobre la enseñanza adquiridas a lo
largo de su formación. La crítica que realizamos debe ser considerada en buena medida como
autocrítica; es decir, como síntoma de la necesidad de un proceso de reflexión interno de la
comunidad universitaria sobre su propia enseñanza (García-Carmona, 2009).
Como se mencionó anteriormente, la investigación sobre la práctica docente señala la
existencia de una enseñanza caracterizada por lecciones magistrales dirigidas a los
estudiantes, que impide la actividad y participación así como la falta de creatividad por parte
de los profesores en su tarea docente (Ferreyra y González, 2000). El proceso de enseñanzaaprendizaje se realiza bajo el paradigma hegemónico del modelo de transmisión-recepción de
conocimientos terminados. Este aspecto sería el central, puesto que pone al descubierto que
no se está tratando con aspectos aislados y, por lo tanto, fáciles de modificar, sino con un
verdadero modelo, con una concepción global, que se expresa en todas y cada una de las
actividades (Gil y Valdez, 1996).
En los esfuerzos por elaborar una propuesta más eficiente en la enseñanza de la Física, sería
importante articular algunos de los innumerables aportes de la investigación didáctica. En
opinión de Woolnough (1994) y Menikheim y Ruiz de Eguilaz (2008), son los siguientes:
a). Simulación de problemas físicos en la computadora
b). Definición de nuevos entornos de aprendizaje
c). Escribir y reflexionar sobre lo aprendido
d). Discursos compartidos entre estudiantes y profesores
e). Actividades educativas coherentes con un tratamiento científico de las cuestiones
f). Rol del conocimiento conceptual en la resolución de problemas
g). Modelo de enseñanza- aprendizaje centrado en la resolución de problemas y casos
h). Aproximaciones educativas centradas en el estudiante y,
i). Conexiones entre distintos tipos de actividades de enseñanza.
Investigaciones relacionadas con las representaciones sociales de los profesores en relación
con ser un buen estudiante, nos muestran que todos los profesores coinciden en que la
característica más importante en un estudiante de Física es el razonamiento, seguida del
interés por la ciencia y el esfuerzo y el trabajo de los estudiantes. Por otra parte, en términos
generales los profesores no están de acuerdo en que ser inteligente y tener facilidad para
memorizar sean características necesarias. De esta manera, en el contenido de la
representación social de los profesores que se refiere a las características que posee un buen
estudiante, es mayor la presencia de elementos vinculados a aspectos relacionados con la
50
actitud como el interés, esfuerzo y trabajo personal, en otras palabras, hay que querer aprender
Física, tener motivación extrínseca como intrínseca (Guirado, et. al. 2010).
Todo lo argumentado anteriormente debiera ser suficiente para respaldar la necesidad de
desarrollar investigaciones educativas en el área de las ciencias en el nivel universitario para
el tema de la Física. Además, los autores desean agregar que el hecho de la promoción de la
investigación educativa en ciencias para todos los niveles –incluido el universitario– ha tomado
relevancia en esferas internacionales en instituciones permanentemente preocupadas por el
mejoramiento del desarrollo científico y su enseñanza. Una publicación universitaria (Tribuna
Universitaria, 1994), destaca que la agencia americana National Science Foundation (NSF)
identificó ocho áreas estratégicas para la investigación futura, entre las cuales la investigación
en educación en ciencias ocupa el tercer lugar en orden de prioridad, los dos primeros lugares
son ocupados por la investigación de ordenadores de altas prestaciones y en biotecnología
(Ferreyra y González, 2000).
➢
AMBIENTES DE APRENDIZAJES Y SU PAPEL EN LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
Es necesario revelar al lector que la intención central al aplicar un cuerpo de conocimientos
relacionado con la educación de las ciencias es el de generar ambientes de aprendizaje
eficaces para la enseñanza de la Física, ambientes en los que el alumno pueda realmente
adquirir los conceptos verdaderos de la Física, donde reduzca su incertidumbre sobre los
fenómenos objeto de estudio y donde pueda visualizar aplicaciones de la Física en su medio.
El resultado de la reflexión de quien enseña debe generar lineamientos para construir un
ambiente de aprendizaje que genere la competencia descrita en el plan de estudios. Esta
afirmación nos conduce a lo importante que es saber más acerca de las investigaciones
relacionadas con ambientes de aprendizaje, presenciales en este caso, por competencias
profesionales (Valle Mijangos, 2013).
Una revisión al estado del arte sobre el tema de ambientes de aprendizaje presenciales en
educación superior bajo el enfoque por competencias reveló que un gran número de
investigaciones se ha llevado a cabo con muestras pequeñas (algo muy propio de las
matrículas de estudiantes de Física alrededor del Mundo), con grupos intactos y pocos de ellos
han sido de corte longitudinal, por lo que ha sido difícil extrapolar los resultados obtenidos a
poblaciones mayores. La investigación sobre ambientes de aprendizaje presenciales aporta el
estudio de variables relacionadas con la percepción de alumnos y facultad. En lo relacionado
a los estudiantes, las investigaciones revelan énfasis en variables psicológicas como la
51
autoestima, la percepción y las relaciones socioafectivas como impulsores del aprendizaje.
Para el caso de la facultad, las variables estudiadas se han concentrado en la percepción de
los profesores acerca de sus propios ambientes de aprendizaje (Wilson y Fowler, 2005).
Entre la investigación relevante podemos localizar estudios que construyeron un marco de
trabajo para evaluar resultados de aprendizaje sobre el desarrollo de la pericia en los
estudiantes, ya que un componente importante en el diseño de los ambientes de aprendizaje
en competencias profesionales es la promoción de la pericia en el estudiante (García y
Fernández, 2008). Cuando el modelo educativo se refiere a competencias profesionales, el
desarrollo de habilidades y destrezas es primordial en el perfil de egreso.
Otras investigaciones arrojaron hallazgos acerca de la percepción de los estudiantes sobre sus
actuales ambientes de aprendizaje en poblaciones de corte multicultural étnico, en su gran
mayoría de etnicidad Indo-Fijiano. En ese estudio de percepciones, los investigadores
enfatizaron acerca del estudio de las diferencias de percepción en un ambiente de aprendizaje
derivadas del bagaje cultural, estilos de aprendizaje derivados de la cultura, y de las relaciones
colaborativas y competitivas entre los alumnos. Estudiaron la interacción entre los alumnos,
sus pares del mismo grupo étnico, con estudiantes de otros grupos étnicos y con sus
profesores, revelando también sobre cuestiones de equidad. Los resultados obtenidos sobre
esas muestras de estudiantes revelaron que independientemente del origen étnico del
estudiante, las preferencias por el aprendizaje significativo y colaborativo son el común
denominador (Alí, Rohindra y Coll, 2008).
En estudiantes de nuevo ingreso a la universidad, se ha investigado sobre la influencia de los
ambientes de aprendizaje en las creencias epistemológicas y resultados de aprendizaje de los
estudiantes de primer ingreso en University of South Wales en Australia. Los resultados
indicaron que los estudiantes con mayores creencias epistemológicas buscan mejor
información y tienen más resistencia a las tareas difíciles y proponen mejores soluciones a los
problemas, además de conducirse mejor en ambientes de aprendizaje poco estructurados; por
tanto, las creencias epistemológicas del estudiante influyen en su aprendizaje (Toulhusrst,
2007).
Investigaciones acerca de ambientes de aprendizaje también han sido conducidas en otras
ciencias como la ciencia médica. Estas investigaciones utilizaron un diseño de corte
experimental en la que probaron un ambiente de aprendizaje de educación médica asistida por
pares, participando estudiantes de medicina de tercer año en entrenamiento reportando los
beneficios del trabajo colaborativo entre estudiantes para el aprendizaje efectivo de las
ciencias. De las técnicas de intervención médica estudiadas, solo la toma de muestras en
52
análisis clínicos demostró ser posible facilitarse por medio de pares, las demás requieren del
conocimiento experto de los profesores (Rogers, 2009).
El propósito de otras investigaciones sobre ambientes de aprendizaje bajo el enfoque por
competencias fue conocer la forma de pensar acerca de los ambientes de aprendizaje en la
enseñanza y aprendizaje de las ciencias técnicas, ya que el claustro de profesores estuvo
conformado generalmente por profesores investigadores cuyos ambientes de aprendizaje
están precisamente relacionados fuertemente con la investigación. El otro grupo de profesores
está integrado por profesores que se consideran desarrolladores, por incluir principalmente
aspectos enfocados al desarrollo didáctico en sus ambientes de aprendizaje. Los resultados
apuntaron a que los profesores investigadores son privilegian el uso de memorización, tareas
de gran complejidad, poco trabajo colaborativo dentro y fuera de aula y sistemas de evaluación
tradicional (Ahlberg, 2008; citado por Valle Mijangos, 2013).
En un estudio sobre lo que piensan los estudiantes del impacto de los ambientes de
aprendizaje en el entrenamiento y logro de las competencias para el trabajo, en una
investigación como hay pocas en este tema, se logró la participación de estudiantes de nivel
universitario de 12 universidades de Holanda alcanzando un tamaño de muestra de 1,200
estudiantes. La pregunta central a contestar en la investigación fue ¿Cómo preparar mejor a
los estudiantes universitarios para el mercado de trabajo? Los resultados indicaron que los
estudiantes que participan en ambientes de aprendizaje con enfoque basado en problemas
adquieren más competencias genéricas y reflexivas, más aptitud para el trabajo en equipo y
localización de información y más habilidades para el trabajo y la lectura independiente
(Vaatstra y De Vries, 2007).
Finalmente, las investigaciones revisadas para este estado del arte reportaron hallazgos en el
uso de actividades extracurriculares (Ertl y Wright, 2008 y Vermeulen y Schmidt, 2008). Existen
hallazgos de estudios de muestras grandes que utilizaron una población de 18,000 egresados
de la Universidad de Dutch en Holanda en la cual se aplicaron cuestionarios estandarizados,
las variables de estudio fueron la calidad del ambiente de aprendizaje académico, la motivación
de los estudiantes, el involucramiento de los estudiantes en actividades extracurriculares, los
resultados de aprendizaje como conocimiento adquirido, las competencias para el trabajo y el
éxito en su carrera (Lizzio, Wilson y Hadaway, 2007).
53
➢
LA PERSPECTIVA DE LOS CUATRO LENTES PARA LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA
La esencia de la propuesta que se consigna en este apartado hace referencia al modelo de los
cuatro lentes que ha sido explicada más ampliamente en Valle Mijangos (2013), aunque los
autores conocen de una versión más avanzada que incluirán en un volumen posterior. La
propuesta está soportada en How People Learn: Brain, Mind, Experience and School:
Expanded Edition, publicado por el Committee on Developments in the Science of Learning
with additional material from the Committee on Learning Research and Educational Practice,
National Research Council. (Bransford, Brown y Cocking, 2007). En este libro tomamos la
versión 2007 con referente, pero el autor debe saber que en volúmenes posteriores incluiremos
versiones más recientes. Esta decisión se debe a que hemos considerado atender en el corto
plazo más elementos sobre la problemática en la enseñanza de las ciencias y ahí será
oportuno incluir el aspecto cultural. La teoría que se rescata de la publicación referida de 2010
se refiere a los nuevos hallazgos en la ciencia del aprendizaje que sugieren repensar lo que
se enseña, cómo se enseña y cómo se evalúa, ya que distintos tipos de aprendizaje requieren
el diseño de nuevos métodos de instrucción y nuevas metas educativas requieren cambios en
las oportunidades de aprender. Así mismo, los autores exploran el diseño de ambientes de
aprendizaje desde cuatro perspectivas que han denominado lentes: lente centrado en quien
aprende, lente centrado en el aprendizaje, lente centrado en el conocimiento y lente centrado
en el aprendizaje (Bransford, Brown y Cocking, 2010).
De acuerdo a esta publicación, se considera que los cuatro lentes antes mencionados deben
coincidir todas las actividades que el profesor diseña para facilitar el conocimiento en sus
cursos, esto quiere decir que el profesor debe tomar en cuenta:
a). Las condiciones socioeconómicas del alumno, su forma de aprender y sus preconcepciones
acerca del tema
b). Promover su interacción con expertos en el tema y con los demás compañeros de clase y
utilizar diversas fuentes de información y mediar el aprendizaje utilizando tecnologías
c). Facilitar conocimiento pertinente en la disciplina de formación del estudiante y,
d). Aportar un sistema de evaluación pertinente que le permita obtener evidencia de lo que el
alumno sabe durante todo el curso.
En la medida en que estas condiciones se presenten en la planeación didáctica del profesor y
que sean administradas clase a clase, serán un indicio de que los cuatro lentes han sido
considerados. (En experiencia de Valle Mijangos con el diseño y evaluación de ambientes de
aprendizaje, la práctica continuada de las acciones consignadas en la planificación didáctica
54
del profesor, permitirá la madurez del ambiente de aprendizaje). De tal forma que para cada
tema del curso el profesor debe prever que habrá un conocimiento relevante para facilitar al
estudiante y que este conocimiento ya fue reflexionado en cuanto a su importancia para la
formación en Física, que es conocimiento de actualidad. Así mismo, que para lograr la
comprensión de ese conocimiento es necesario que el estudiante consulte diversas fuentes de
información, que pueden ser libros, artículos, a expertos, situaciones fuera de aula o
laboratorio, o sus mismos compañeros de clase. También que el profesor deberá atender a las
concepciones previas del estudiante, es decir, qué conocimiento sobre la Física ya posee,
cómo resuelve los problemas y qué piensa del aula de ciencias, entre otros, como sus
condiciones de salud, canales de comunicación y situación económica.
Además, y para considerar el cuarto lente, el profesor debe diseñar un sistema de evaluación
integral que le permita conocer lo que el estudiante sabe obteniendo evidencias en los
momentos clave para la medición de la ganancia de aprendizaje. En ese sistema de evaluación
lo que sucede realmente es que conviven diferentes modos de aprender para el estudiante:
a). Evaluación diagnóstica. El estudiante descubre lo que debe saber y el profesor sabe lo que
el estudiante sabe
b). Evaluación de pares. El estudiante aprende de sus mismos compañeros de clase y el
profesor conoce sobre los conceptos y prácticas que no han quedado comprendidas por el
estudiante
c). Evaluación de expertos. El estudiante tiene la oportunidad de conocer de los expertos en
su disciplina qué es lo que requiere mejorar para pensar y resolver problemas en su contexto
d). Evaluación del profesor (Heteroevaluación). El estudiante logra conocer cómo alcanzar el
nivel de dominio sobre la competencia del curso y el profesor descubre sus propias áreas de
oportunidad en la docencia. (Es pertinente mencionar que las demás evaluaciones del sistema
proveen esta misma información)
e). Evaluación sumaria. Debe proveer evidencia de que el estudiante ha alcanzado
completamente el dominio de los temas y es capaz de resolver problemas en contexto.
Hay que sumar otro cuerpo de conocimiento para hacer más operativa la propuesta de los
cuatro lentes dentro y fuera del aula y con lo que el profesor puede mejorar su trabajo
pedagógico, esto se refiere al diseño en retrospectiva. La teoría del diseño en retrospectiva
apoya la idea de diseñar los temas del curso y sus evaluaciones con la intención de
diagnosticar la necesidad de guiar a los estudiantes en una mejor comprensión del curso
identificando los temas clave que deben abordarse en esencia durante un curso y a partir de
ellos desarrollar los demás temas. El diseño del curso debe atender primeramente al esfuerzo
55
por facilitar los temas clave, es decir, aquellos temas que el estudiante no puede dejar de
dominar porque de otra manera es como si no hubiera sido inscrito en el curso. Estos temas
son invocados como la comprensión duradera del curso.
En todo un curso hay temas que deben ser considerados como conocimiento indispensable,
sin ellos el estudiante no podría resolver los problemas del curso actual y que en esencia se
invocan de su memoria, ya que son conocimiento de cursos anteriores. Como tercer y último
momento, se inscriben en la planificación del curso aquellos temas en los que el estudiante
puede estar solo informado, son temas transversales que retomará en curso posteriores
seguramente (Wiggins y Mc Tighe, 2005).
Otro componente importante consiste en decodificar la disciplina. Las disciplinas poseen un
código, este código corresponde a cómo está estructurado el conocimiento y a cómo los
expertos piensan, lo que lleva a pensar que es necesario que el profesor reflexione en cómo
piensa la gente que sabe de Física y cómo se aprende y se resuelven problemas en Física.
Un componente más que apuntala la propuesta de este documento es considerar el diseño de
un curso para el aprendizaje significativo (Fink, 2003). El diseño de un curso forma parte del
ambiente de aprendizaje al que está expuesto el estudiante. El profesor debe tomar en cuenta
los factores situacionales que impactan el desarrollo del curso, esto es, aspectos relacionados
con la condición socioeconómica de los estudiantes, condiciones de infraestructura,
disponibilidad de recursos para apoyo a la docencia y el concepto de escuela de nuestros
estudiantes, con la intención de partir desde una base que permita un alineamiento entre metas
de aprendizaje, actividades de enseñanza y la retroalimentación y evaluación.
La experiencia en el uso de estas teorías acerca de educación de las ciencias ha revelado que
es necesario un instrumento de comunicación entre profesor y estudiante. Este instrumento es
conocido con el nombre de sílabo (Felder y Brent, 2010). El sílabo como vínculo entre el
profesor y los estudiantes debe ser entregado en la primera sesión del curso y su diseño debe
revelar elementos como información administrativa del curso, el contenido temático, datos del
profesor, requisitos de los entregables del curso y sus fechas de entrega oportuna, criterios de
evaluación, medidas de apremio y bibliografía, normas de seguridad ante emergencias, entre
otros, que se considere necesario hacer saber al estudiante. Una característica esencial de
todo sílabo es que hace saber al estudiante la intención pedagógica del profesor en el curso,
que es congruente con el diseño de las experiencias de aprendizaje y el establecimiento de
roles. En síntesis, toda una planificación didáctica pensada en el alumno y el aprendizaje.
Desde luego que estudiante y profesor deben estar altamente motivados. Contestar la
pregunta acerca de qué pasa con la motivación del estudiante requiere incluir la teoría de la
56
motivación, ya que no es posible asumir que la experiencia de aprendizaje por si sola
comprometerá al estudiante. Se requieren altas expectativas por parte del que aprende
(Svinicki, 2004).
➢
ASPECTOS A TOMAR EN CONSIDERACIÓN EN EL PEA DE LA FÍSICA Y SU DIDÁCTICA
En investigaciones llevadas a cabo en clases de Física a nivel universitario, los autores de
este libro han presenciado los problemas más acuciantes que se enfrentan en el PEA de la
Física y su Didáctica. Derivado de ello, recomiendan incluir en las clases, los siguientes
elementos:
1. Las tecnologías y dentro de ellas las computadoras, los software de simulación, sistemas
de adquisición de datos, video y el internet pueden ayudar tanto al profesor en sus clases,
como al estudiante en aprender de una mejor manera y más motivante la Física. Ejemplo
de ellos lo constituyen el Geogebra, Física Interactiva, el Tracker, Weblab ViewerLite,
Rasmol, Chemsketch, Atoms Symbols and Equations, Atoms, Bonding and Structure,
Ácidos y Bases, entre otros.
2. Hay que preparar clases y estudiar revisando aquellos libros que se encuentran
actualizados en la Física, en sus aplicaciones tecnológicas y en sus relaciones con otras
ciencias, desde luego, considerando los conceptos verdaderos. Interesante sería estar al
tanto de los premios nobeles en Física y discutir acerca del contenido de los mismos. Al
respecto, en una entrevista realizada a Gerald Holton, físico y filósofo de las ciencias, por
Alicia Rivera, en Madrid, para el periódico EL PAÍS, el primero de noviembre de 2006,
titulada “Los científicos se enamoran de la Física, la Química, las Matemáticas...", éste
declara que “hay que explicar a la sociedad, por ejemplo, que cada vez que se abre una
puerta con una célula fotoeléctrica está implicado un artículo teórico que escribió Einstein
en 1905 sobre el efecto fotoeléctrico”., por el cual obtuvo el premio Nobel en Física.
3. El surgimiento de nuevas teorías y mejores ambientes de aprendizaje, acompañadas de
técnicas, métodos y estrategias innovadoras que deben ser integradas a la enseñanza de
una ciencia teórico-experimental como es la Física.
4. La complejidad matemática de la Física como uno de los factores que más inhiben a los
alumnos y señalan la rapidez con que los profesores enseñan las representaciones
matemáticas del mundo físico, como una de las causas de sus dificultades de comprensión.
La Matemática es una herramienta para la Física y solo en esa medida debe ser utilizada
en las clases de esta última. La Física con sus fenómenos naturales y la explicación
57
cualitativa de los mismos, para luego pasar al desarrollo matemático, pero solo el
necesario, al menos en las enseñanzas secundaria y preuniversitaria, así como en la
preparación de Técnicos Universitarios Superiores.
5. Que el conocimiento que se consigue parece consistir en datos o hechos separados,
fórmulas y ecuaciones también descontextualizadas, lo que les impide retenerlas y usarlas.
La integración de las ciencias es esencial para lograr una estructura cognitiva integrada y
así poder lograr formaciones conceptuales que puedan consolidarse en una memoria de
largo plazo. Tareas integradoras diseñadas por los profesores de Física para que sean
resueltas por sus estudiantes, es una buena manera para lograr lo anterior, como también
lo son la utilización de formas de docencia como los seminarios y los talleres integradores.
La Física, conectada al mundo exterior, a todos los tipos de movimientos, al mecánico, al
físico, al químico, al biológico y al social, ello es esencial. La utilización del método de los
peripatéticos, utilizado por Aristóteles, es muy útil en el afán anterior.
6.
Que el profesor utilice ambientes de
aprendizaje no formales (la calle, el barrio, el
campo) con sus alumnos y que les pregunte por
qué el cielo es azul, por qué se despeina el pelo,
por qué el arcoíris tiene colores, por qué
iluminan las estrellas, etc. Las respuestas que el
profesor logre obtener del estudiante podrán
distinguirse de la simple lógica y despertarán el
interés y los alumnos logran motivarse. También
pueden utilizarse ambientes de aprendizaje formal, pero no dentro del aula ordinaria, sino
en un espacio que simule a un hogar familiar, donde los muebles son diferentes y el clima
que se respire sea de colegas y no de alumnos y profesores. En la foto anterior se muestra
un espacio donde se prueba un ambiente de aprendizaje para la impartición de clases a
nivel posgrado, con idea del Dr. Valle Mijangos, el Dr. Contreras Vidal y la máxima autoridad
en la Universidad Mundo Maya, campus Campeche, el Rector Daniel Iván García Vivas,
México. Esta es una investigación en curso sobre ambientes de aprendizaje no formales
para permear más adecuadamente las estrategias didácticas comentadas.
7. Los laboratorios de enseñanza de la Física, deben ser mejorados y deben ser espacios
donde se pueda utilizar la mejor de las tecnologías. Hoy existe la tendencia de trabajar en
solitario, en algunos casos, o darle la mayor connotación a los laboratorios y
58
demostraciones virtuales, dejando detrás el trabajo directo con los equipos y utensilios
diseñados al respecto. “Cacharrear” en los laboratorios es importante.
8. Trabajar concienzudamente en un sistema de evaluación pertinente que permita obtener
evidencia de lo que el alumno sabe durante todo el curso. En este sistema las preguntas
orales y la discusión de las respuestas a nivel individual y grupal son muy efectivas.
9. Aplicar test, entrevistas, entre otras, para conocer más acerca de las concepciones previas
del estudiante, es decir, qué conocimiento sobre la Física ya posee. La anterior acción está
encaminada a considerar el diseño de un curso para el aprendizaje significativo y
redireccionar o reafirmar los conceptos claves y base para construir más conocimiento.
Como escribió David Ausubel: “Determínese lo que el estudiante ya sabe y enséñese en
consecuencia”.
10. El establecimiento de modelos educativos por competencias o cualquier otro bajo el cual
se pueda trabajar concienzudamente y bajo un orden establecido, en el que se definan los
resultados de aprendizaje. La bondad del modelo educativo por competencias radica en
identificar qué problemas se requiere resolver y en qué contexto. De ahí la respuesta a las
preguntas: ¿qué enseñar? y ¿cómo enseñar?
11. Las omisiones parciales o totales de contenidos en los libros de texto, que conllevan a ideas
alternativas y errores conceptuales tanto por parte de estudiantes como de profesores, lo
cual atenta lógicamente contra el proceso de enseñanza aprendizaje de las ciencias, en
especial de la Física, en todos los niveles educativos.
12. El valor del historicismo, que logra colocar a los físicos y sus realizaciones científicas en la
época en la cual vivieron, en su entorno social, en su vida cotidiana, con sus logros y
vicisitudes, en sus escritos originales y no en los parafraseados por otros, en fin, colocar a
la Física, desde la visión humanística. El alumno debe saber sobre la Física, debe conocer
la línea de tiempo en el desarrollo de la disciplina y cómo se desencadenaron los
descubrimientos, así como saber acerca del contexto y fenómenos en medio de los cuales
se generó el conocimiento.
➢
LA FÍSICA, SU DIDÁCTICA Y EL PAPEL DEL HISTORICISMO
Las ideas que de manera general son presentadas en este epígrafe han sido desarrolladas en
el libro La Teoría de la Omisión y su impacto en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la
física (2019), donde participaron, entre otros, como autores del mismo, el Dr. Contreras Vidal,
el Dr. Rivero Pérez y la MSc Pedraza González.
59
La Física es quizás, de todas las ciencias, la que más ha influenciado de manera significativa
en el estudio, comprensión y descripción de los fenómenos de la naturaleza, a través de
conceptualizaciones y enunciación de principios, leyes, teorías y modelos, las que luego se
han llevado al plano de explicar hechos tecnológicos como en el caso de la máquina de vapor
o de desarrollar la tecnología, en conjunto con otras ciencias, a planos cada vez más
sofisticados e increíbles, que van desde la construcción de naves espaciales hasta la
nanotecnología. También se integra de forma activa a todos los procesos de la realidad, los
cuales abarcan los procesos biológicos, químicos, sociales, así como aquellos involucrados en
la vida cotidiana, entre otros.
La Física es una ciencia teórica y experimental, con un fuerte basamento matemático, la cual
busca que cada hecho pueda ser verificable mediante los experimentos y que mediante la
teoría se pueda realizar predicciones futuras. Galileo Galilei es un ejemplo de paradigma que
supo en sí mismo combinar el pensamiento teórico, matemático y experimental. En tal sentido,
la Física se puede considerar desde sus inicios hasta hoy en día, como una ciencia esencial
porque su campo teórico y experimental penetra en todas las esferas del conocimiento
humano. En la antigüedad era conocida mayormente como filosofía natural y así llegó a ser
conocida hasta la época de Newton. Hay que resaltar que Aristóteles la llamó siempre Física
y así lo hizo saber en su libro Física (Aristóteles, 1995), el cual abarca estudios y análisis
acerca del movimiento y el reposo, la relación entre la física y la matemática y la física y la
astronomía.
En consonancia con lo anterior, en el libro Física (Aristóteles, 1995) se encuentran principios
por los cuales pueden guiarse todas las ciencias para llegar a comprender el mundo natural y
social en el que se vive. Al respecto, Aristóteles dice que “… es evidente que hay causas y que
son tantas como hemos indicado, pues tantos son los modos en que podemos entender el
«por qué» de las cosas (...) y puesto que las causas son cuatro, es tarea propia del físico
conocerlas todas, pues para explicar físicamente el «por qué» tendrá que remitirse a todas
ellas, esto es, a la materia, a la forma, a lo que hace mover y al fin” (Aristóteles,1995, p. 67).
Los físicos han intentado y logrado, en gran medida, describir los fenómenos naturales. Para
ello han penetrado en el micromundo, con el estudio de las partículas fundamentales
microscópicas, hasta el macromundo, con el estudio del sistema solar y las galaxias, de
manera general.
Muchos sabios y científicos han participado en la construcción de una física como ciencia de
la naturaleza, dentro de los cuales pueden nombrarse a Demócrito, Tito Lucrecio Caro,
Eratóstenes, Aristarco, Epicuro, Arquímedes, Tolomeo, Aristóteles, Copérnico, Galileo Galilei,
60
Kepler, Tycho Brahe, Isaac Newton, Michael Faraday, Rudolf Clausius, James Clerk Maxwell,
Thomas Young, Hendrik Antoon Lorentz, Albert Einstein, Niels Bohr, Max Planck, Werner
Heisenberg, Paul Dirac, Richard Feynman y Stephen Hawking, por solo hacer mención de
algunos de ellos.
En tal sentido, existen libros que se dedican a mostrar a la Física como ciencia y su impacto
en la tecnología, dentro de los cuales se encuentran Principios Matemáticos de la Filosofía
Natural (1687) y Consideraciones y demostraciones matemáticas sobre dos nuevas ciencias
(1981), escritos por Isaac Newton y Galileo Galilei, respectivamente. Otros libros de Física se
pueden encontrar en forma de textos escolares, los cuales se cuentan en cientos o miles de
ellos. Estos últimos tienen como objetivo esencial enseñar, a quien la estudia, la manera de
explicar los fenómenos y hechos que ocurren en la naturaleza, los cuales se realizan por medio
de conceptos, principios, leyes, teorías y modelos diseñados por los físicos.
Entre las investigaciones que abordan a la física como ciencia y aquellos que la estudian como
física escolar existen diferencias notables, algunas son lógicas, pero otras no. Por ejemplo,
cuando se analizan los textos escolares de Física, generalmente se percibe que el desarrollo
histórico del origen y avance de esta ciencia se omiten y que de carácter histórico solo
aparecen informaciones sobre los científicos involucrados relativos al país donde nació, fecha
de nacimiento y muerte, escritas entre paréntesis después del nombre. Los libros de texto
escolares de Física que más logran el historicismo como principio, son aquellos que
profundizan en los datos biográficos y en la numeración de sus descubrimientos científicos,
amén de una u otra anécdota descrita para intentar motivar al estudiante, pero nada más.
La omisión de los nombres de los científicos, de sus descubrimientos y la manera en que lo
realizaron, así como del contexto cultural y social en el cual vivieron y trabajaron es una
práctica común a la hora de escribir dichos textos. En correspondencia con lo antes expuesto,
se señala que entender la física no es tarea difícil, pero comprenderla es algo más complejo.
Entender que la velocidad de un movimiento rectilíneo y uniforme depende de las magnitudes
desplazamiento y tiempo es algo, en apariencia, trivial, pero comprender por qué son esas dos
magnitudes y no otras, es cuestión que conlleva a un pensamiento científico de relativa
profundidad y dedicación.
Los textos escolares de Física normalmente carecen de este tipo de análisis y plantean un
concepto, principio, ley o teoría, de forma acabada, con lo que evaden el desarrollo histórico
que conllevó a la referida forma. Ello atenta contra la formación correcta de los conceptos,
principios, leyes y teorías, y por lo tanto, de la apropiación adecuada de estos. La dificultad de
comprender el concepto de velocidad y su relación con las magnitudes básicas espacio y
61
tiempo, viene dada porque la génesis histórica de dichos conceptos tomó siglos, alrededor de
2.000 años, al pasar por los trabajos de Aristóteles y Filópono, hasta llegar a Galilei y Newton.
Ello puede explicar la dificultad en la apropiación por parte de los estudiantes de estas ideas
que constituyen el fundamento de la Mecánica a partir del siglo XVII, etapa en la cual Galilei
elabora las bases conceptuales de la Mecánica Clásica, desarrollada y ampliada luego por
Newton, quien introduce el cálculo diferencial e integral para completar el cuadro Mecánico del
mundo hasta ese momento.
De manera muy parecida ha sucedido con casi todos los conceptos, principios, leyes, teorías
y modelos de la física que surgieron en la Antigüedad, como son el concepto de átomo y la ley
de la inercia. En consonancia con lo anterior, una forma de llegar a comprender los conceptos,
principios, leyes, teorías y modelos de física, es a través del estudio de los trabajos originales
de los científicos. Se aprende profundamente de Mecánica y Astronomía al estudiar los
trabajos de Galilei, sobre todo aquellos escritos en forma de diálogos, en los cuales utiliza tres
personajes: Salviati, Sagredo y Simplicio, donde se muestra el desarrollo mental y de análisis
que él aplicaba para desentrañar los errores de sus predecesores, en especial de Aristóteles,
e implantar sus ideas geniales. Salviati, quien habla en nombre de Galilei; Simplicio, que cree
y sostiene las ideas de Aristóteles, y Sagredo, persona bien informada y amigo de Salviati y
Simplicio.
Quien dice el análisis de los trabajos de Galilei, dice también de los trabajos de Newton,
Rutherford o Einstein, entre muchos otros, que han llevado a la física hasta el nivel en el que
se encuentra en los momentos actuales. De este modo, estudiar la física, al entender y
comprender los métodos utilizados por los científicos, sin omitirlos como generalmente se
hace, permite comprender mejor los problemas de aprendizaje de los alumnos cuando se
enfrentan al estudio de esta. Por ello, hacer ciencia es un proceso complejo y de mucho
esfuerzo. Trae tragedias como fueron la muerte de Marie Curie, al contraer anemia aplásica
debido a sus investigaciones sobre la radioactividad que la llevó al descubrimiento del polonio
y el radio; la muerte de Haroutune Krikor Daghlian, físico estadounidense que sufrió
envenenamiento por radiación al efectuar experimentos de masa crítica para el Proyecto
Manhattan, así como la muerte de Louis Alexander Slotin, físico y químico canadiense, que
participó también en el Proyecto Manhattan y quien accidentalmente comenzó una reacción
de fisión que liberó un fuerte estallido de radiación, por lo cual muere nueve días después.
Hacer ciencia trae vicisitudes, como la condena que sufrió Giordano Bruno y Galilei Galilei ante
la Santa Inquisición y no hacer entrega a Albert Einstein del premio Nobel por sus trabajos
acerca de la relatividad.
62
Hacer ciencia trae triunfos, como los premios nobeles recibidos por descubrimientos
transcendentales realizados por científicos como Rutherford y Louis De Broglie. Sin embargo,
también trae fracasos, como los intentos de algunos científicos, entre ellos Albert Einstein, para
llegar a una teoría del campo unificado, que hasta el momento no se ha encontrado, aunque
no se duda que en algún momento se llegue a esta, si se parte del hecho que uno de los
principios fundamentales de la dialéctica materialista es el principio de la concatenación
universal. (Kursanov, 1979).
Por todos los argumentos anteriores es que la didáctica de las ciencias, en especial de la física,
tiene que esmerarse en la búsqueda de métodos eficaces para que la transmisión de los
contenidos científicos pueda ser asimilada eficientemente, de ahí que uno de estos métodos
es el histórico.
Ahora bien, hay que buscar el balance exacto entre contenido científico plasmado en los libros
de textos dedicados a la Física y el desarrollo histórico de estos. En la medida en que se logre
este propósito, el estudiante dará mayor relevancia a los contenidos que recibe en clase o
simplemente en su autogestión del aprendizaje, pues pequeños detalles que ilustren el
escenario histórico donde se realiza un descubrimiento físico permite trasladarse al estudio e
interpretar los sucesos, así como visualizar obstáculos u oportunidades que se pudieran
presentar. En tal sentido, el desarrollo histórico es realmente muy amplio y por ello no es
posible plasmarlo en toda su vastedad en los libros, sin embargo, no debe omitirse por
completo o casi por completo. Hay que plasmarlo en su justa medida, sobre todo en aquellos
momentos que requieran la explicación de conceptos, principios, leyes y teorías esenciales.
Por esta razón, se necesita establecer una correspondencia entre la didáctica y el desarrollo
histórico, de manera tal que tanto el profesor como el estudiante sean capaces de intuir la
complejidad de los procesos. Existen diversas formas de plasmar el historicismo en los libros
de textos de Física, por ejemplo, se puede tratar explícitamente dentro del texto de un epígrafe
o como una pregunta y escribirse como tarea docente al final de un capítulo. También al
finalizar una clase, como tarea para la casa, puede orientarse una búsqueda histórica
determinada con el objetivo de afianzar un contenido impartido o uno por impartir. Otra manera
sería elaborar tareas investigativas de corte histórico para ser realizadas en pequeños grupos
de estudiantes. En relación con lo antes expuesto, los hombres dedicados a la ciencia física
aprecian su historia porque aprenden de ella, razón más que suficiente para ser incluida en los
libros de textos.
El ejemplo quizás más elocuente es el de Newton, quien después de mantener una
correspondencia privada con Hooke, alabó la contribución de este a la óptica y le escribe que
63
“Descartes dio un paso significativo. Usted ha añadido numerosos y nuevos caminos,
especialmente al considerar filosóficamente los colores de las láminas delgadas. Si he ido un
poco más lejos, ha sido apoyándome en los hombros de unos gigantes” (Westfall, 1993, p.
134).
La historia de la física es el gigante sobre el cual tienen que apoyarse los libros de texto
dedicados a ella y la didáctica relativa a esta, para poder enseñarla y que sea aprendida de
manera significativa. No basta con asociar magnitudes físicas en ecuaciones matemáticas y
presentarlas como dogmas inmutables en los textos, hay que llegar a interiorizar su verdadero
significado y ello solo se logra a través del desarrollo histórico que tal concepto, principio, ley,
teoría o modelo ha tenido a lo largo del tiempo.
Cuando los profesores utilizan la historia de la física en sus clases, estas siempre resultan
atrayentes para los estudiantes, pero no son muchos los que hacen uso de ella y generalmente
es porque la desconocen, no cuentan con los materiales necesarios o no tienen toda la
preparación necesaria para hacerlo. Es cierto que no siempre pueden encontrarse libros
impresos sobre la historia de la física en bibliotecas y librerías y mucho menos libros que
contengan los trabajos originales realizados por los científicos, pero en la actualidad, con el
“milagro” de la Internet, se pueden encontrar algunos de ellos con un poco de empeño.
En tal sentido, cuando un profesor o estudiante encuentra un artículo o libro escrito por un
físico de etapas anteriores, siente y desarrolla el deseo de aprender más sobre la vida y la
época de su autor, incluso puede descubrir qué hombres de ciencia fueron profesores y cuáles
discípulos, y con ello comprender la secuencia de los descubrimientos en la historia de la física.
Además, se verían identificados con la relación profesor-alumno en la búsqueda de respuestas
a interrogantes de la ciencia. En el caso de Albert Einstein, la lectura de sus obras propicia
conocer sus principales descubrimientos, cómo pensaba, su amor por la paz, su odio a la
guerra, su interés por la música, sus relaciones con las mujeres y amigos, así como su vida
íntima y familiar.
Conocer de primera mano, a través de la historia de la física, a Einstein y otros investigadores,
puede desbaratar la imagen del científico parecido a un extraterrestre, encerrado en su
laboratorio, despeinado, loco o cerca de la locura, y sacar a la luz el espíritu de abnegación,
perseverancia y sacrificio que estos desarrollan en su afán por descubrir los secretos de la
naturaleza. Ningún investigador se desentiende de la historia de su ciencia por el valor que
esta tiene para comprenderla y enseñarla mejor. Al respecto, De Broglie escribió que “una
educación bien cumplida estaría incompleta sin la historia de las ciencias y de las realizaciones
científicas” (Seeger, 1964, pp. 619-625), así como que “la historia de la ciencia no puede dejar
64
de interesar a los naturalistas: el científico encuentra en ella un sin número de lecciones, y
enriquecido con su experiencia propia, puede mejor que cualquier otro interpretar estas
lecciones con sus conocimientos (...) la historia de la ciencia puede darnos indicaciones útiles
del método de enseñanza de la ciencia” (Daniushenkov y Corona, 1991, p. 12).
Por su parte, Lederman, Premio Nobel de Física 1998, en la conferencia The Role of Physics
in Education, planteó que “todas las disciplinas deberían dedicar un 20% o 30% a incluir
aspectos seleccionados de la historia (…) las historias embebidas en el contenido contribuyen
a crear un modo de pensamiento científico” (Lederman, 2003, p. 6). Por esta causa, descargar
en su justa medida el contenido de los programas y libros de textos de Física para integrar
historia y contenido, y así alcanzar una mejor comprensión de estos, según nos expresa
Lederman, fue visto también con anterioridad por Mach cuando destacó “que la cantidad de
materia necesaria para una enseñanza útil (...) es muy pequeña (...) No conozco nada más
terrible que las pobres criaturas que han aprendido demasiado (...) Lo que han adquirido es
una maraña de pensamiento, demasiado débil para proporcionar soportes seguros, pero lo
bastante complicada como para producir confusión” (Matthews, 1994, p. 257).
La confusión a la que hace referencia Mach, también puede crearse cuando se utiliza la historia
de las ciencias solo desde la perspectiva anecdótica y de manera banal o superflua. De ahí
que, en las clases de Física es muy común contar anécdotas que ya los historiadores han
demostrado que no son verdaderas o que están en duda. Por ejemplo, se cuenta que Galilei,
para comprobar que los cuerpos más pesados no caían más rápidamente que los más ligeros,
dejó caer desde la torre inclinada de Pisa dos esferas, una de madera y otra de hierro, y
aquellos que observaban este experimento pudieron ver que las dos esferas chocaban contra
el suelo en el mismo intervalo de tiempo. Al respecto, escribe Holton que “fue alrededor de
1590, mientras Galilei estaba en Pisa, cuando realizó un experimento público sobre las
velocidades de pesos desiguales dejados caer desde el famoso Campanile de Pisa, aunque lo
más probable es que la historia sea una leyenda” (Holton, 1989, p. 2). Más adelante plantea:
“… como la anécdota es tan ampliamente conocida y popularmente se admite como un
experimento crucial en la historia de la física” (Holton, 1989, p. 2), lo cual es verdad, pero se
hace necesario aclarar que lo incorrecto es omitir, por las consecuencias que ello puede
ocasionar. Incorrecto también es incluir conocimientos falsos o que están en duda, sin saber
que estos lo son por falta de indagación científica, como comúnmente suele pasar.
Según relata Holton: “… vale la pena analizar una fuente de la historia como son las notas
biográficas de uno de sus últimos y más íntimos alumnos: Vincenzo Viviani, una historia cuya
exactitud se ha puesto a veces en duda. Como a él (Galilei) le pareciese que un conocimiento
65
real de la naturaleza del movimiento era necesario para la investigación de los efectos
naturales, se abandonó completamente a la contemplación del mismo (movimiento): y,
entonces, con gran confusión de todos los filósofos, demostró, mediante experimentos y
sólidas pruebas y disertaciones, la falsedad de muchas conclusiones de Aristóteles sobre la
naturaleza del movimiento que hasta entonces se consideraban claras e indudables; entre
otras, que la velocidad de los cuerpos móviles de igual composición, pero de distinto peso, que
se mueven a través del mismo medio, no depende de la proporción de sus pesos, como decía
Aristóteles, sino que todos ellos se mueven con igual velocidad, cosa que demostró mediante
repetidos experimentos realizados desde lo alto del Campanile de Pisa en presencia de todos,
profesores, filósofos y alumnos” (Holton, 1989, p. 2).
En el caso de que Viviani haya inventado la historia del experimento anterior y que los
profesores de Física, como usualmente se hace, hablen de esta para motivar a sus
estudiantes, por ello hay que hacerlo bien, sin omitir nada, y realizar un análisis de los
documentos originales en los cuales se trate el tema. Un ejemplo de cómo debe efectuarse
esta acción, es a través del análisis que hace Holton al escribir que: “… debe observarse -en
el escrito de Viviani- que se están comparando las velocidades de cuerpos de igual
composición. Aparentemente, en 1590, Galilei creía que los cuerpos de igual densidad caían
con la misma velocidad, pero que la velocidad de caída podía, aún, depender de la diferencia
de densidad entre el objeto y el medio a través del cual caía. Los escritos de Galilei sobre
mecánica durante este periodo indican que aún no había desarrollado la teoría presentada en
su trabajo definitivo publicado en 1638. Según el cual todos los cuerpos, cualquiera que fuese
su composición, deben caer en el vacío con igual velocidad. Así, la interpretación de Galilei del
famoso experimento de la Torre inclinada de Pisa, si es que fue realizado en aquel tiempo, no
hubiera sido la misma que la más moderna” (Holton, 1989, p. 2).
Otras de las anécdotas falsas o dudosas es aquella que dice que Galilei descubrió la ley del
péndulo al observar la oscilación del candelabro de la catedral ubicada junto a la torre de Pisa,
mientras rezaba. Sin embargo, es probable que la anécdota más recurrida en las clases de
Física, también de origen falso o dudoso, es aquella que cuenta que Galilei, después de haber
abjurado ante la Santa Inquisición, donde se retracta de su idea de que la Tierra giraba
alrededor del Sol, llegó a exclamar “Eppur si muove”, que en español sería “sin embargo, se
mueve”. Quien lee la abjuración podrá percatarse que Galilei, después de la humillación a la
que fue sometido, no pudo haber dicho la referida frase porque en ello le iba la vida que en
principio defendía abjurando.
66
Qué bueno sería, en vez del “Eppur si muove”, llevado y traído de manera equivocada por los
profesores en sus clases, discutir acerca de la actitud de Galilei ante los inquisidores. Hay
quienes piensan que Galilei debió enfrentarse a los inquisidores y hasta dejarse quemar en la
hoguera por defender sus ideas, como con anterioridad lo había hecho Giordano Bruno, quien
en ningún momento se retractó de sus ideas y en consecuencia es condenado como “hereje,
impenitente, contumaz y obstinado, según unos, o por apostasía y quebranto de sus votos
monásticos, según otros, y a la edad de 52 años, fue quemado en una pira levantada en la
Plaza Campo dei Fiori, en Roma, el 17 de febrero del año 1600” (Alamino, 2005, p. 62). Sobre
la actitud de Galilei, Brewster escribió que: “… si solamente hubiera Galileo, añadido el valor
del mártir a la sabiduría del hombre de ciencia; si hubiera fulminado con la mirada de sus ojos
indignados al concurso de sus jueces; si hubiera levantado sus manos al Cielo e invocado al
propio Dios como testigo de la verdad e inmutabilidad de sus opiniones, el fanatismo de sus
enemigos se habría visto desarmado y la ciencia se hubiera anotado un triunfo memorable”
(Altshuler, 1966, p. 81).
Realmente lo escrito por Brewster era una posibilidad, pero existía también la posibilidad que
hubiera sido quemado, inclusive junto a su obra, y la ciencia hubiera perdido todo un arsenal
de conocimientos descubiertos y descritos por uno de los genios más grandes de la
humanidad. Una historia así, rica en matices, no debe ser omitida ni en los libros de texto ni en
las clases de Física. En correspondencia con lo antes expuesto, la historia de la física
imbricada en la enseñanza de esta ciencia en forma precisa, permite que los alumnos puedan
adquirir una comprensión de la naturaleza de la física, tal como ella es practicada por los
verdaderos científicos. Esto se debe a que la enseñanza de la Física y la historia más que
parecer, se complementan la una a la otra, están integradas. Ambas le dan al estudiante una
comprensión completa de la naturaleza de la física, como actividad intelectual y humana.
Por ello, el valor del historicismo en la física permite, entre otras razones, mostrar el papel que
ha desempeñado la física en cuanto al desarrollo de las demás ciencias, la cultura general y
científica y la sociedad, así como la influencia que esta ha tenido sobre la estructura del
pensamiento humano y sobre el sistema de conceptos, principios, leyes, teorías y modelos
que actualmente existen. Asimismo, la historia de la física permite enseñar de manera holística
todos los elementos concernientes a la referida ciencia, ya que muestra el proceso bajo el cual
se desarrolla la actividad científica. Además, pone de manifiesto la relación dialéctica entre la
física y la tecnología y elimina o minimiza el carácter metafísico de la física durante el proceso
de enseñanza-aprendizaje de esta. De este modo, la historia de la física permite ver que la
gama de conocimientos generada por los científicos en todos estos siglos va aparejada de
67
discusiones, apegos, desgracias, tragedias, así como de mucho amor y optimismo, lo que hace
de ella un ente de motivación, tanto para estudiantes como para profesores.
Quien conoce de historia de la física, conoce de esta ciencia, la comprende mejor y evita tener
preconcepciones o ideas alternativas en su estructura cognitiva, asimismo, sabe luchar mejor
contra las preconcepciones o ideas alternativas que puedan tener sus estudiantes,
permitiéndole conducir más eficientemente el PEA. En consonancia con lo anterior, la física no
es una ciencia abstracta ni descontextualizada, así lo demuestra su historia. Con ella
interactúan todas las esferas de la naturaleza y la sociedad y con esas interacciones debe ser
enseñada.
En el momento de impartir la física aplicada a determinada ingeniería o especialidad que la
requiera en su base curricular, esta ciencia deja de ser abstracta para convertirse en una
respuesta a interrogantes que se presentan en otras especialidades, así mismo debe ser
tratada en todos los casos. El papel de la historia de la física está muy ligado a la enseñanza
de dicha ciencia, es un componente esencial de esta. Los profesores de Física deben ser
conscientes de ello si quieren estar a la altura de los tiempos que transcurren, aunque
lamentablemente los cursos de Historia de la Física no abundan en el currículo de formación
de profesores o el tiempo que se les da para ser impartido es muy pobre, además de no
aparecer prácticamente en los libros de texto dedicados a la presentación de la Física para su
estudio por los estudiantes.
Existen dos maneras de introducir la Historia de la Física en el currículo de formación de
profesores, una de ellas es por medio de la inclusión de un curso, con una cantidad de horas
adecuadas, y la otra es darle tratamiento en cada una de las asignaturas de la formación
específica que el estudiante reciba durante su carrera. Hay partidarios de ambas modalidades,
pero lo cierto es que de una manera u otra tiene que estar presente el historicismo. Cuando se
está en presencia de un libro de texto de Física, tanto estudiantes como profesores dan por
entendido que el autor o los autores de este han revisado y conocen las fuentes originales de
donde proviene todo el conocimiento que debe ser aprendido, por supuesto escrito y
organizado de manera tal que pueda ser comprendido por los estudiantes de acuerdo al nivel
educativo donde se encuentren. Sin embargo, no es así del todo, casi siempre solo aparecen
como referencias históricas los nombres de los científicos involucrados, algunas fechas y nada
más. Además, en los exámenes no aparece ningún elemento relacionado con la historia de la
física.
Esta ciencia, casi en su totalidad, siempre es evaluada por medio de problemas.
Lamentablemente, lo único importante para los profesores es que los estudiantes aprendan
68
los conceptos, principios, leyes, teorías o modelos presentados en el libro para que sepan
cómo solucionar los problemas que aparecen al final del capítulo y puedan aprobar su curso.
En los libros de texto de Física casi nunca se hace mención a obras como los Principia (1999)
de Newton o los Diálogos sobre dos nuevas ciencias (1981) de Galilei y siempre cabe pensar
si el autor o los autores conocen de estos libros y si lo han leído. La lectura de dichas obras no
es tarea fácil por la manera en que los dos genios escribieron, como tampoco son fáciles de
leer los libros escritos por la totalidad de los científicos. Sin embargo, un profesor de Física
tiene que acercarse a ellos y leerlos, sobre todo, aquellos que se dedican a escribir los libros
de texto. No hay mejor aprendizaje y comprensión de la Mecánica Clásica que leer las obras
mencionadas, por solo citar un ejemplo.
Hay profesores que comentan que para aprender mecánica o cualquier otra parte de la física
solo basta con estudiar los libros de texto escritos al respecto. Quienes piensan así, muy
alejados se encuentran de la obtención de un conocimiento profundo y sólido de la física. Por
lo general, los que escriben libros de texto hacen mención a lo que dicen otros libros y a las
interpretaciones que otros hacen de lo que escribió o dijo tal o más cual científico, lo que
conlleva casi siempre a historias distorsionadas por omitirse las fuentes primarias. Por tanto,
los que se dedican a escribir libros de textos de Física deben leer las obras originales de los
científicos a los cuales harán referencia, para que así no existan interpretaciones erróneas de
los conceptos, principios, leyes, teorías o modelos. Con respecto a esta cuestión, según el
criterio de los autores, existen dos libros de texto y un proyecto dedicados a la enseñanza de
la Física, que son paradigmas en cuanto a presentar esta ciencia desde una perspectiva
histórica y ejemplos de excelencia para el campo de la física y su didáctica. Dichos libros son
Introducción a los conceptos y teorías de las ciencias físicas, de Gerald Holton (1952) y
Evolución de los conceptos de la Física, de Arnold B. Arons (1970), ambos profesores de Física
de la Universidad de Harvard, el segundo ya fallecido. En estas obras, los conceptos,
principios, leyes, teorías y modelos de la física se estudian desde una perspectiva histórica y
filosófica. Por su parte, el proyecto al que se hizo referencia, fue nombrado “Proyecto del Curso
de Física”, creado y liderado por Holton, Rutherford y Watson. En opinión de sus autores, este
proyecto: “… además de “física pura”, muestra cómo la física se relaciona con otras ciencias
(…) e incluye aspectos de la filosofía y la historia de la ciencia que ponen el desarrollo de las
ideas principales de la física en un contexto humanístico y social (…) el curso (…) se ensambla
en un sistema multimedia integrado, incluido el texto, lectores, bucles de película, películas,
experimentos con aparatos de laboratorio especialmente coordinados, folletos de instrucciones
programadas, transparencias, manual del alumno y libro de recursos para docentes (…)”. El
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Premio Nobel de Física I. Rabi, un miembro del Comité Asesor del Proyecto, habló en favor de
este punto de vista cuando dijo que la física ahora se encuentra en el “núcleo de la educación
humanística de nuestro tiempo”, y agregó, “La ciencia debe enseñarse en cualquier nivel,
desde el más bajo a lo más alto, a la manera humanística. Por lo que quiero decir que debe
enseñarse con una cierta comprensión histórica, en el sentido de la biografía, la naturaleza de
las personas que hicieron esta construcción, los triunfos, las pruebas, las tribulaciones”
(Holton, 1971, p. 1).
En los libros y el proyecto antes citados, no hay omisiones descuidadas ni tergiversaciones
que conlleven a preconcepciones erróneas, ideas alternativas, malas interpretaciones o
errores conceptuales. Dichas obras son guías a seguir por cada profesor y estudiante de
Física. Si se desea conocer de otros libros o proyectos realizados en la física y otras ciencias,
con el propósito de considerar la integración entre el contenido de la ciencia, su historia y
filosofía, los autores recomiendan la lectura del artículo escrito por Matthews (1994), titulado
“Historia, filosofía y enseñanza de las ciencias: la aproximación actual”.
Es muy cierto que la inclusión de la historia de estas ciencias, en el proceso de enseñanzaaprendizaje de las mismas, puede aportar mucho a la motivación hacia su estudio. La historia,
ya sea en procesos científicos o sociales, es esencial. Su desconocimiento conlleva a la
comisión de errores, una y otra vez.
La historia lleva al pasado y de este se aprende para generar nuevos conocimientos o
acciones, que pueden concebir un mejor presente y así lograr vislumbrar un futuro más
promisorio. Hay quienes piensan que estudiar historia es una pérdida de tiempo, ya que solo
se trata de fechas y ordenamientos cronológicos o de anécdotas y frases interesantes o lindas.
La historia de las ciencias enseña y hay que aprender de ella, si queremos ser y formar mejores
profesionales, lo cual será demostrado en epígrafes posteriores.
La Historia de las Ciencias, permite llegar a una comprensión más humana y exacta de la
naturaleza del conocimiento del cual se trate, ya sea físico, químico, biológico, etc. A través
del conocimiento profundo de la misma, se puede llegar a determinar el proceso mediante el
cual se arriba a un concepto, principio, ley, teoría o modelo, con todos los errores y malas
interpretaciones que le precedieron, evitando así, mediante la guía adecuada, que los
estudiantes transiten por los mismos obstáculos que los científicos encontraron en el camino
para concretar objetivamente estos contenidos.
La Historia de las Ciencias enseña, que cada conocimiento científico alcanzado es obra del
trabajo de muchos científicos en su conjunto, casi siempre desarrollado en diferentes etapas
históricas, lo que demuestra que la ciencia funciona más como una empresa colectiva que
70
como una empresa individual, además, nos enseña también que los científicos trabajan en
base tanto a las relaciones intradisciplinarias como interdisciplinarias que se establecen en
una misma ciencia, o de esta con las demás, lo que se refleja en los productos tecnológicos,
en la cultura general, en la sociedad, en fin, en todas las esferas del conocimiento.
Como la Historia de las Ciencias, la hacen los hombres y mujeres que se dedican a la
investigación científica, pues cada conocimiento aportado es un conocimiento humanizado,
con todas las complejidades que el mismo entraña, encontrado por la aplicación del método
científico, lo que permite extrapolarlo al área de la educación, permitiendo esto el acercamiento
a la forma de pensar y de actuar de los científicos, por parte de los estudiantes y profesores,
lo cual es una fuente de formación de valores éticos.
Pero no solo se forman valores éticos a través del conocimiento de la Historia de las Ciencias,
también se forman los conceptos, principios, leyes, teorías y modelos, de una manera más
sólida en la estructura cognitiva de profesores y estudiantes, porque se estudian los mismos y
se imparten desde la evolución que cada uno tuvo en el transcurso del tiempo; además, de
esta manera se llega a la conformación del Cuadro Físico, Químico, entre otros, del Mundo.
Cuando se estudia la Historia de las Ciencias, se aprende, que cada conocimiento nuevo, para
ser aceptado, tiene que ser sometido a la mirada experimental, transcurriendo el camino de la
contemplación viva, al pensamiento abstracto y de este a la práctica como criterio de la verdad.
También se aprende con la misma, que la obtención de nuevos conocimientos no siempre
recorre caminos fáciles, todo lo contrario, porque en ocasiones ha existido lucha y duras
controversias, entre concepciones contrarias y entre científicos por la autoría de determinado
descubrimiento.
➢
LA FÍSICA, SU DIDÁCTICA Y EL PAPEL DE LA HUMANÍSTICA
Para la confección de este epígrafe se resumieron ideas del libro La humanística en el proceso
de enseñanza de la Física y Química (2020), donde, entre otros, fungieron como autores, el
Dr. Contreras Vidal, el Dr. Valle Mijangos y la MSc. Pedraza González. En este libro el prólogo
fue realizado por el Dr. Rivero Pérez.
Entre el término “humanismo” y el “humanístico”, puede existir cierta confusión entre las
personas y profesionales de distintas esferas de actuación.
El humanismo es un término polisémico sujeto a diversas formas de interpretación y
realización. En sentido genérico, se dice humanista a cualquier doctrina que afirme la excelsa
dignidad humana, el carácter racional y de fin del hombre, que enfatiza su autonomía, su
71
libertad y su capacidad de transformación de la historia y la sociedad. Es en este sentido en
que hacemos alusión a la palabra humanística en este libro, ya que la problemática actual de
la formación humanística está suscitada por el impacto de la ciencia y la tecnología, reforzada
muchas veces por la mentalidad tecnocrática, el tecnicismo y una fuerte mentalidad pragmática
orientada sólo hacia la actividad instrumental. De este modo surge el dualismo educativo: la
cultura científica y la cultura humanística.
Para que el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física, se realice desde la humanística,
debe de tomarse en consideración:
1. Que el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física se lleve a cabo desde la historia de
esta ciencia.
2. Que se le otorgue un papel preponderante a la epistemología impregnada en esta ciencia.
3. Que se imparta esta ciencia desde una concepción didáctica nueva, que se atempere al
historicismo y a todos los factores que esto conlleva.
4. Que se imparta esta ciencia, teniendo en cuenta una concepción psicológica nueva en
cuanto a la motivación.
5. Que se tome en consideración una visión cultural en que la ciencia no solo es herramienta,
sino que también es parte de la cultura universal.
Utilizar en la enseñanza de la Física, según los autores, a su historia, pudiera <ablandar> la
misma ante los ojos de los estudiantes, hacerla más <cómoda> y <digerible>, de tal manera
que los motive. Esa historia debe incluirse en toda su amplitud, con toda la profundidad y el
respeto que la misma merece, para así romper con la simplicidad que muchos libros la
incorporan en sus páginas, de lo contrario ocurriría y ocurre lo que I.I. Rabi, premio nobel de
Física, señaló bromeando en una ocasión, al decir, que “La historia de la vida de un físico era
muy simple. Él nacía, devenía de cierta manera interesado por la Física...; escribe su tesis y
obtiene su doctorado; muere. El resto y la parte esencial de su biografía puede ser leída
solamente en las revistas científicas” (Stuewer, H, 1994).
Un científico es un ser humano, que vive en una sociedad determinada, que tiene familia,
amigos, que sufre de enfermedades y que tiene una responsabilidad social que cumplir, como
todos los demás. Estas ideas, junto a sus descubrimientos, deben ser escritas en los libros de
texto de Física y estos, hay que escribirlos de una forma atrayente, que logre atrapar a quien
los lea y estudie con ellos.
Galileo, por ejemplo, utilizaba un estilo muy atrayente a la hora de escribir. En carta a un amigo,
después de publicar su libro sobre manchas solares en el 1613, le dice: “Escribí en lenguaje
familiar porque debo hacer que todos lo puedan leer…me veo inducido a hacer esto al ver
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cuantos jóvenes son enviados al azar a las universidades para convertirse en médicos,
filósofos, etc., en esta forma muchos de ellos se dedican a profesiones para los cuales no son
adecuados, mientras que otros hombres que serían adecuados para éstas están dedicados a
las obligaciones familiares y otras ocupaciones…Estos últimos están dotados con un sentido
común práctico, pero como no pueden leer cosas que para ellos es “griego”, están convencidos
de que en esos libros grandes se encuentran nuevas cosas de lógica y filosofía y muchas otras
cosas que están fuera de su alcance. Ahora, yo quiero que ellos vean que, así como la
naturaleza les ha dado, al igual que a los filósofos, ojos con los cuales ver sus obras, en la
misma forma les ha dado cerebro capaz de penetrarlas y entenderlas” (Arons, 1970, p. 70).
Sin duda alguna, es genial la idea de Galileo acerca de la escritura de los libros. La manera en
que escribió los suyos, donde la Física y la Astronomía, se funden junto a la humanística, es
un ejemplo magnífico de cómo deben ser escritos los libros de ciencias.
Impartir la Física desde los libros, implica que el esfuerzo pedagógico solo se dedica a las
fórmulas, los gráficos, las tablas y las demostraciones matemáticas, además de los problemas
fuera de contexto que se utilizan, en muchos casos, para que sean solucionados por los
estudiantes, sin que estos le vean sentido a los mismos, lo que crea es una desmotivación en
ellos y un rechazo casi total a esta ciencia que es muy bella, que se aplica en todas las esferas
de la realidad y que cautiva por su magia y porque grandes hombres han formado parte de la
mismas, desde Aristóteles hasta Stephen Hawking, pasando por Galileo Galilei, Newton y
Maxwell, por solo mencionar algunos.
La enseñanza de la Física debe pasar del formalismo matemático y la descontextualización en
cuanto a sus aplicaciones y a su falta de historicismo, a una enseñanza desde la humanística,
en donde la historia de la Física juegue un papel fundamental. Darle al científico el verdadero
papel dentro de su ciencia, dentro del contexto histórico en el cual vivió, con sus amigos, su
familia, con sus logros y vicisitudes y con sus aportes. Ellos escribieron libros, por lo general,
en un lenguaje claro y conciso, sin embargo, en los libros de Física, encontramos sus
conceptos, principios, leyes y teorías parafraseadas, lo cual ha conllevado a errores y a la
creación de ideas alternativas, como se ha tratado con anterioridad.
Lo que dijo Newton, hay que escribirlo como él lo escribió. El verdadero valor de un libro de
ciencias, enfatizamos en ello, no está en la paráfrasis de lo que los científicos plasmaron en
sus escritos, sino en la metodología que el mismo utilice para que los estudiantes comprendan
mejor la ciencia que estudian.
Sobre el punto de vista de incluir la humanística en los libros y clases de Física, aunque existan
sus detractores en ello, tomemos las palabras del Premio Nobel de Física 1994, Isidor Isaac
73
Rabi, quien habló en favor de este punto de vista cuando dijo que la Física debe encontrarse
en el <núcleo de la educación humanística de nuestro tiempo>, y agregó, que <la ciencia debe
enseñarse en cualquier nivel, desde el más bajo a lo más alto, a la manera humanística. Por
lo que quiero decir que debe enseñarse con una cierta comprensión histórica, en el sentido de
la biografía, la naturaleza de las personas que hicieron esta construcción, los triunfos, las
pruebas, las tribulaciones” (Contreras, et.al.2019, p. 13).
➢
LA TEORÍA DE LA OMISIÓN, LA FÍSICA Y SU DIDÁCTICA
Para trabajar este epígrafe y los tres subsiguientes se tuvo en consideración las ideas
presentadas en el libro La Teoría de la Omisión y su impacto en el proceso de enseñanzaaprendizaje de la física (2019), de los autores Dr. Contreras Vidal, Dr. Rivero Pérez y la MSc.
Pedraza González.
En el anterior libro se puede leer que en los planes de estudio para la formación de físicos se
hace necesario hacer una cuidadosa selección de los libros de texto que serán utilizados en la
carrera.
Hay que tener en cuenta, no solo su nivel de actualización, sino también el nivel de omisiones
que estos puedan tener. En tal sentido, todos los libros de textos de Física omiten, pero unos
lo hacen más que otros. Lo verdaderamente importante es conocer el contenido que se omite,
tener los conocimientos sobre ello, así como estudiar y enseñar en consecuencia. Por esta
causa, el presente libro tiene la intención de alertar que las omisiones parciales y totales
existen, no importa el libro de texto de Física que sea, y sobre todo señalar que estas son
potencialmente peligrosas ya que pueden llevar a la comisión de errores y a perjudiciales
interpretaciones de conceptos, principios, leyes y teorías, lo que va en detrimento de la calidad
en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física.
Por lo general, las omisiones (totales o parciales) que pueden presentarse son:
1. Omisión de una parte en una definición, por considerar que si esta se estudia completa en
el grado o año en cuestión, el alumno no la comprenderá.
2. Omisión del nombre del científico implicado en trabajos, experimentos, etc. que se relatan
en el libro de texto.
3. Omisión de fórmulas originales escritas por los científicos, y en su lugar escribir una fórmula
similar, a la cual arribó otro científico.
74
4. Omisión de esquemas o figuras originales en los trabajos de los científicos y sustituirlas por
esquemas o figuras incorrectas, debido a una interpretación errónea por parte del autor del
libro.
5. Omisión de definiciones originales escritas por los científicos, y en su lugar escribir
definiciones parafraseadas por el autor del libro, pero incorrectas.
6. Omisión de contenidos que conllevan a una falsa idea sobre el desarrollo histórico de un
concepto, ley, principio, teoría, modelo, entre otros.
7. Omisión del desarrollo histórico de un concepto, principio, ley, teoría o modelo, que conlleva
a una incorrecta comprensión de estos aspectos, en su estado acabado o final.
8. Omisión de ideas claves en los conceptos, principios, leyes, teorías o modelos, que solo
tienen un valor histórico y que no permiten darle el verdadero valor a estos.
9. Omisión de información, conceptos, etc., sobre un tema que invalida los conocimientos y
conceptos desarrollados, por lo tanto, el aprendizaje es incorrecto.
10. Omisión de temas por considerarse que es mejor trabajarlos directamente en el laboratorio
o en clases o porque sencillamente se dejan de estudiar por razones desconocidas.
Aunque pueden existir otros tipos de omisiones en los libros de textos, los autores consideran
que las citadas anteriormente son las esenciales. En tal sentido, la preparación del profesor es
primordial para percatarse de las omisiones y enseñar al estudiante lo correcto. De ahí que, el
profesor no debe confiarse solamente del libro por el cual va a realizar la enseñanza; es
necesario que sea crítico e insaciable del estudio de los libros de textos que utiliza en sus
clases, con ello se ayuda a sí mismo, a sus estudiantes y a los propios autores. En consonancia
con lo antes expuesto, los que se dedican a escribir libros de texto de Física deben tomar en
consideración, la omisión de contenidos metacientíficos. La cultura científica de los profesores
y estudiantes de Física depende, en gran medida, de que los libros de textos no solamente
contengan los conocimientos básicos de la ciencia en cuestión, sino que también incluyan
aspectos relativos a los riesgos, efectos adversos, usos políticos, dilemas éticos o influencias
económicas de la investigación científica y el desarrollo de la tecnología, así como la habilidad
o capacidad para hacer frente a los objetos tecnológicos de la vida cotidiana.
Las omisiones en el proceso de enseñanza aprendizaje de la Física pueden ser variadas,
diversas y se deben a diferentes causas entre las que se encuentran:
1. Desconocimiento de la Historia de la Física en cuestión o temor de aplicarla por el hecho
de que haga más complejo el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física.
2. Falta de rigor al estudiar conceptos, principios, leyes, teorías y modelos de la física, al
enunciarlos o aplicarlos centrados en la idea de que sería muy complejo para los
75
estudiantes entender estos aspectos. Con ello, simplifican el contenido y omiten indicios
esenciales, lo que está dado por un insuficiente dominio de la lógica formal que se aplica a
la estructura de los conceptos, ya que se omiten elementos estructurales de estos como el
genérico o los indicios.
3. Dominio insuficiente de la didáctica específica de la Física. Por ejemplo, la estructura
interna de las habilidades específicas de su ciencia como asignatura (ciencia escolar).
4. Dominio insuficiente de los elementos estructurales esenciales de la Física como
asignatura, es decir: el sistema teórico conceptual, los problemas y el experimento.
5. La no consideración de elementos de la filosofía de la ciencia, que se omiten por pensar
que dichas consideraciones no resultan útiles a los estudiantes.
A continuación, ejemplificaremos algunas de estas “causas” en situaciones concretas:
➢ La no consideración de la construcción de la física desde el punto de vista histórico en
el PEA de dicha ciencia como asignatura, que se ejemplificará a continuación en este
libro. Por ejemplo, como ya se relató anteriormente, en los libros de texto se dice que
Newton definió la segunda ley centrada en la expresión
, pero omiten que
realmente no la definió en estos términos y quizá más grave, en su época los vectores
(el álgebra vectorial y el cálculo vectorial) eran desconocidos. Al omitirse estos “apuntes”
históricos, se distorsiona el verdadero avance histórico de la física.
➢ Los conceptos físicos deben tener una estructura que está dictada por la lógica como
ciencia, si esto se viola se pierde rigor o se cae en el error conceptual, como en el caso
de la definición sobre movimiento rectilíneo uniforme donde, por lo general, se omite
escribir “cualesquiera que estos sean”. Hay que dominar que la definición, mediante el
género y la diferencia específica, y que es aquel procedimiento lógico por medio del
cual se definen algunos conceptos. De esta forma, se señala cierta clase de objetos (el
género afín) al que pertenece el objeto y las propiedades que le son inherentes a él (la
diferencia específica), y al mismo tiempo se le diferencia de los demás objetos que
pertenecen al género afín y se formulan los indicios sustanciales del concepto definido.
Véanse los siguientes ejemplos:
•
Se denomina Movimiento Rectilíneo Uniforme al tipo de movimiento mecánico (género
afín) en el que se recorren distancias iguales en tiempos iguales (diferencia) cualesquiera que
estos sean (indicio que no puede faltar).
•
Se denomina velocidad a la magnitud vectorial (género afín) que caracteriza el estado
de movimiento (indicio) y que es medible por la relación entre el desplazamiento y el intervalo
correspondiente de tiempo (diferencia).
76
➢ La didáctica de la física como ciencia social, tiene como objeto el PEA de la Física en
la escuela y se conforma por un sistema de categorías (sistema categorial), un sistema
legal (sistema de leyes) y una metodología. Asimismo, estudia una diversidad de
conceptos y entre ellos, las habilidades específicas de la Física como asignatura. Por
ejemplo, la habilidad “solucionar problemas de física” tiene como estructura interna los
siguientes elementos:
•
Valoración
•
Análisis del enunciado
•
Determinación de la vía de solución
•
Ejecución de la vía de solución
•
Control y valoración del proceso y del resultado
•
Perspectivación
Cuando el profesor omite dichos aspectos no contribuye a que los estudiantes se apropien de
esta habilidad fundamental.
➢ En la enseñanza-aprendizaje de algunos conceptos trascendentes de la Física no se
alcanza el rigor necesario por omitir elementos esenciales en función del modelo físico
que se trabaja, ya sea clásico, relativista o cuántico. Por ejemplo: La ley de conservación
de la energía mecánica, al igual que las de la cantidad de movimiento lineal y angular
respectivamente, solo se cumplen en los sistemas de referencia inerciales, esto
infelizmente se omite.
➢ En el caso de las Leyes de Newton, ¿cuándo se cumplen? Se aplican a la solución de
problemas, sin embargo, se omite el paso de comprobar si estas son válidas en la
situación que se analiza o se hace. Ello se debe a que se omiten elementos claves,
como:
•
La velocidad de los cuerpos debe ser mucho menor que la velocidad de la luz en el
vacío.
•
No pueden ser cuerpos microscópicos en microzonas (electrones en un átomo), pues a
ellos no se le puede determinar la velocidad y la posición simultáneamente, cuestión que
se presupone en la mecánica clásica. Puede ser una “partícula elemental” en una
macrozona, como un electrón en movimiento entre las placas de un condensador, que sí
se soluciona por un camino clásico. En fin, el principio de incertidumbre debe mostrar una
alta probabilidad de que posición y velocidad puedan determinarse simultáneamente para
aplicar las Leyes de Newton.
77
•
El sistema de referencia donde se describe el fenómeno o proceso debe ser inercial. Si
fuera clásico el estudio, desde el sistema de referencia no inercial, para aplicar la segunda
Ley de Newton (para que aún sea válida) hay que introducir las fuerzas de inercia.
•
Se omite la comprobación de si son aplicables las Leyes de Newton o se omite la
referida a si se pueden determinar simultáneamente la posición y la velocidad para aplicar
dichas leyes.
➢ Es muy discutido si en el PEA de la Física hay que declarar de modo intencional y
propositivo implicaciones de la filosofía de las ciencias que muestren cómo se construye
la ciencia en general, cómo cambian las teorías científicas, y si la ciencia es capaz de
revelar la verdad y los procesos de la naturaleza. Su objeto es tan antiguo como la
ciencia misma. Gran parte de la filosofía de la ciencia es inseparable de la teoría del
conocimiento (epistemología). Aquí, la omisión se hace por dos razones diferentes: por
falta de información, porque lo ven como un lastre en el currículo, o por ambas. Sin
embargo, el desarrollo de la cultura científica reclama, cada vez en mayor medida, que
se tenga en cuenta familiarizar a los estudiantes con las siguientes cuestiones: cómo
se construye la ciencia, cómo una teoría sustituye a otra, entre otros elementos.
➢
LA TEORÍA DE LA OMISIÓN E IMPLICACIONES DIDÁCTICAS
Los esfuerzos movilizadores para perfeccionar la dirección del proceso de enseñanzaaprendizaje de las ciencias en la actualidad, en diversas latitudes, se caracterizan de una forma
u otra, por tratar de llevar a la escuela los rasgos de la actividad investigadora contemporánea.
Así, por ejemplo, en la enseñanza aprendizaje de las ciencias, por investigación dirigida se
pretende llevar a este proceso lo que los científicos realizan para “hacer” ciencia, lo cual
deviene en metodología para que los estudiantes se apropien de los contenidos básicos de las
ciencias escolares de manera fundamentada. Los principios del inicio y puesta en práctica de
esta tendencia se centraron, entre otros elementos esenciales, en el hecho de que las
concepciones alternativas permanecían después de tratar puntualmente y, “con alto rigor”, los
contenidos de las ciencias en tendencias y paradigmas que van desde aprendizaje por
descubrimiento, cambio conceptual y el siempre recurrente de transmisión-recepción de
conocimientos elaborados, hasta las ideas que trascendieron a partir de corrientes
constructivistas. Todo ello, se ha comportado como la transposición didáctica de los
contenidos, pero llevada a los métodos de las ciencias con una visión epistemológica, centrada
en cómo se hace ciencia. En consonancia, si se transfiere al proceso de enseñanza-
78
aprendizaje de la Física, los rasgos de la actividad investigadora contemporánea y se sitúa a
los estudiantes en el rol de aprendices de investigador, con la guía certera del profesor
(investigador de experiencia), entonces cabe hacerse la siguiente pregunta al adscribirnos a
estas ideas avanzadas, ¿con qué rigor se apropian los estudiantes de los contenidos escolares
de las ciencias?
En fin, a pesar de que la ciencia escolar no es la ciencia de los científicos, debe acercarse a
esta en cuanto a rigor en un proceso de transposición didáctica. De ahí que, es oportuno y
necesario no omitir determinados elementos de los principios, conceptos, leyes y teorías que
conforman la ciencia, por mencionar sus niveles de sistematización básicos que sí trascienden
a la escuela. De esta manera, la “Teoría de la Omisión” ocupa un lugar destacado en la
preparación del profesor, que en correspondencia con estos “nuevos paradigmas” de
enseñanza-aprendizaje de las ciencias, pretende eliminar la presencia de concepciones
alternativas para lograr un aprendizaje significativo de la ciencia, en tanto vehículo cultural y
no solo herramienta para la continuidad de estudios. Sin embargo, si se omiten elementos
claves de la ciencia, entonces la ciencia escolar que se enseñe estará muy lejos del rigor de
la primera. Así, el contenido como categoría didáctica, debe tener en cuenta no solo los niveles
estructurales de la ciencia, es decir, habilidades, conocimientos, valores y rasgos de la
actividad investigadora, sino que en cada nivel de sistematicidad: conceptos, modelos, leyes,
principios, teorías y cuadros del mundo, ha de tener presente evitar las omisiones que
desvirtúan el valor epistemológico de la ciencia escolar y sobre todo el rigor científico.
Como base ejemplificadora de la física escolar, se tiene:
•
De conceptos
Leyes de conservación en la mecánica clásica, donde solo se precisa el criterio de
conservación, después de clasificar las fuerzas en externas e internas y en conservativas y no
conservativas, como en el caso de la “Ley de Conservación de la Energía Mecánica”,
señalando que si el trabajo de las fuerzas no conservativas es nulo, entonces entre los estados
seleccionados en cuestión, la energía mecánica se conserva. No obstante, se omite en el
concepto que el problema se describe desde un sistema de referencia inercial, lo cual es
decisivo dado que en un sistema acelerado tal ley no se cumple.
•
De teorías
Se dicen en diferentes textos, que la energía cinética de un cuerpo en movimiento se determina
de la siguiente forma:
, pero solo es cierto en la mecánica clásica y al obtener la
ecuación de forma hipotético-deductiva, a partir de una hipótesis (investigación dirigida), tal
79
“apéndice” no se puede obviar, no se puede omitir. Especial relevancia tiene el considerar los
límites de validez de conceptos y teorías que al omitirse conspiran a favor de la obtención de
conocimientos limitados y poco rigurosos.
•
De leyes
Las leyes de Newton del movimiento mecánico son válidas para sistemas de referencia
inerciales y para cuerpos con velocidades mucho menores que la velocidad de la luz, pero en
su aplicación se omite el hecho de que en este entorno teórico se supone a priori que posición
y velocidad se pueden determinar simultáneamente. Un electrón entre las placas de un
condensador de caras paralelas es una micropartícula en una macrozona y salvo que se
señale una velocidad cercana a la velocidad de luz, de dicha partícula, cumple con las leyes
de Newton. En esto se basa la balística del electrón, pero si el electrón está en una microzona
(en un átomo, por ejemplo), entonces ya no se pueden determinar simultáneamente posición
y velocidad y la incertidumbre que se introduce es tal, que las Leyes de Newton dejan de
cumplirse. Por tanto, no se puede omitir no solo un elemento de un concepto, sino aquellos
que definen la teoría que sirve de base. En fin, no sería oportuno “combatir” la presencia de
concepciones alternativas, al intervenir en el proceso de enseñanza-aprendizaje de una ciencia
escolar con una visión didáctica de investigación dirigida, por ejemplo, si el conocimiento
adquirido no es riguroso y se omiten elementos, por diferentes razones ya señaladas en este
libro, que atentan contra el rigor y la seriedad que caracteriza la actividad científica. De esta
manera, las implicaciones didácticas de la “Teoría de la Omisión” son realmente útiles para el
logro de un conocimiento científico escolar sólido y duradero, sobre todo riguroso como la
ciencia en sí misma, de donde procede por medio del proceso de transposición didáctica
señalado.
•
De modelos
Otro ejemplo interesante, con un valor epistemológico y didáctico nada despreciable, es cómo
se deduce la ecuación fundamental del cálculo de la presión para un gas ideal, a partir de la
validez de la Segunda Ley de Newton (para sistemas de muchas partículas) y de algunas
concepciones clásicas de las probabilidades, las cuales permiten determinar su expresión. No
obstante, se omite la presencia del modelo que simplifica para que el tratamiento clásico sea
válido. Esta implicación a veces se obvia o no se le da la importancia que tiene el hecho de
referirse con los estudiantes al valor epistemológico de los modelos, por ello nuevamente la
omisión hace acto de presencia, al dificultar el valor filosófico de tal deducción y alejar al
estudiante de aquel “paradigma” (corriente o tendencia de la enseñanza de las ciencias) que
se seleccionó, por investigación dirigida. Dicho tipo de omisión también se debe a que es
80
discutido si elementos de la filosofía de las ciencias se deben llevar al proceso de enseñanza
aprendizaje de estas. De este modo, se obvia que omitir las limitaciones en el conocimiento,
hace que el estudiante crea que es lo último, que es un conocimiento acabado y que la
naturaleza se puede estudiar por medio de modelos aproximados, sin que esto afecte al
conocimiento o lo limite a determinados estadios de la ciencia. El rigor no niega la necesidad
de utilizar modelos en el estudio de la naturaleza, la cual es tan compleja que sin estos fuera
casi imposible realizar estudios que permitan ponerla al servicio de los hombres. En la medida
que se acerque más el modelo a la propia naturaleza, más complejo se hace. Por ello, la
didáctica de las ciencias no puede obviar los razonamientos expuestos y por consiguiente, la
Teoría de la Omisión viene a ser un complemento importante de esta, para lograr una dirección
acertada, rigurosa y contemporánea de las ciencias en la escuela.
En correspondencia con lo anterior, puede concluirse que si la cultura científica se redefine a
la luz de las actuales demandas sociales, por medio del conocimiento que se tenga de los
conceptos, principios, leyes y enfoques teóricos de mayor significación de la ciencia que se
estudia o se imparte; de los conocimientos acerca de la filosofía de la ciencia y de la lógica de
la investigación; de los saberes teóricos, procedimentales y actitudinales para transferir y
generalizar los conocimientos científicos a los problemas de la cotidianidad; de las habilidades
en el manejo de la tecnología y para el proceder metodológico investigativo, así como de los
conocimientos básicos acerca de la interrelación entre ciencia, tecnología y sociedad, y de la
actitud de compromiso social e intereses relacionados con la ciencia, entonces las omisiones
que hasta aquí se han tratado, en vez de aportar se convierten en un freno para el alcance de
una cultura científica de calidad. En tal sentido, la cultura científica y general es un tema
fundamental para el desarrollo intelectual de los individuos, de ahí que la Teoría de la Omisión
resulte imprescindible en la interpretación y significado de los conocimientos físicos y su
comprensión. Sin embrago, no solo en el proceso de enseñanza-aprendizaje de la Física se
omite, y de ello se alerta en el presente libro.
➢
LA TEORÍA DE LA OMISIÓN Y LAS IDEAS O CONCEPCIONES ALTERNATIVAS
Omitir el desarrollo histórico de conceptos, principios, leyes, teorías y modelos en los libros de
textos de Física, puede traer como consecuencia que en el proceso de enseñanza-aprendizaje
de esta, aparezcan ideas o concepciones alternativas, tanto en profesores como en
estudiantes. En tal sentido, al tratar el tópico de los libros de textos y otros materiales didácticos
con graves errores conceptuales, (Carrascosa, 2015, pp. 197-198), plantea lo siguiente:
81
a) Las concepciones alternativas relacionadas con el hecho de que en el texto no se ofrezca
ninguna información con el propósito de cambiarla o que se brinde de forma incompleta.
b) Los modelos, ecuaciones y teorías refutadas, pertenecientes a la historia de las ciencias, se
tratan de manera simplista, como algo ya pasado, sin tener en cuenta que también algo similar
a esos modelos, ecuaciones y teorías pueden estar en la mente de los estudiantes.
c) Existen profesores que tienen las mismas ideas alternativas que sus estudiantes o que
sencillamente desconocen este problema, con lo cual no pueden detectarlas en los estudiantes
y por lo tanto tampoco son capaces de ayudarlos a superarlas. En este aspecto, Carrascosa,
hace énfasis en que los profesores, además de poseer una formación científica adecuada,
deben conocer la historia de la ciencia que imparten. No es menos cierto que existen ideas
alternativas en los estudiantes que coinciden exactamente con ciertas ideas que se
desarrollaron en determinados periodos de la historia de la ciencia. Al respecto, Carrascosa
destaca ejemplos como los relacionados con la física aristotélico- escolástica, el calórico, el
flogisto, las ideas de Lamarck, el vitalismo, entre otras, que los profesores deben conocer para
que sean receptivos cuando en su clase surjan ideas que relacionen la fuerza con la velocidad,
el calor con una sustancia -o con una energía-, así como dificultades respecto a la comprensión
de la constancia de la masa en determinadas transformaciones, entre otras. Ello les ofrecerá
la posibilidad de tener mejores elementos de juicio para comprender la persistencia de dichas
ideas y plantearse su proceso de cambio hacia las que trata de enseñar.
Las ideas alternativas en los estudiantes, de acuerdo a Carrascosa, no constituyen unas
cuantas ideas dispersas, sino que, en general, se hallan integradas en la mente del sujeto
como verdaderos esquemas conceptuales, dotados de una cierta solidez y coherencia interna.
Estos esquemas ya no son vistos como errores o algo negativo, sino como estructuras
cognitivas que interaccionan con la información que llega desde el exterior y juegan un papel
esencial en el aprendizaje. En tal sentido, las omisiones de contenidos en los libros de texto
de Física, no solo conllevan a la comisión de errores conceptuales y a la aparición de ideas
alternativas, sino también crean una falta de motivación hacia el estudio de la física, cuestión
que cada día es más evidente en Cuba, México, Ecuador, Argentina y otros países, tanto en
la enseñanza secundaria como preuniversitaria, con énfasis en aquellas carreras donde se
forman “físicos puros” o profesores de Física, lo cual se hace evidente al ver cuán deprimidas
están las matrículas en la universidades. Por tanto, las omisiones ya referidas dan al traste con
el desarrollo adecuado de una cultura científica en estudiantes y profesores, así como al
establecimiento de asociaciones contradictorias en la estructura cognitiva de estos.
82
➢
LO INSÓLITO EN LAS OMISIONES
Es tan arraigado el hecho de despojar a las <ciencias duras>, la Física dentro de ellas, de la
verbalización que la misma significa, que hasta se cometen errores por no hacer <hablar> a
las fórmulas y ecuaciones y al análisis que de cada una de ellas debe y tiene que realizarse.
Esto conlleva a una de las omisiones más insólitas en el tratamiento de la Física y su Didáctica.
Un ejemplo, es la siguiente fórmula, muy conocida en la Física.
Si la leemos diríamos, que la fuerza que se le aplica a un cuerpo es igual y directamente
proporcional al producto de la masa por la aceleración que el cuerpo alcanza. Sin embargo,
aquí se comete un error. Fuerza no es igual (=) al producto de la masa por la aceleración del
cuerpo; fuerza es idéntico (≡), es lo mismo, es exactamente el producto de la masa por la
aceleración. Tanto la fuerza, como la masa, como la aceleración, son magnitudes físicas que
pueden relacionarse como en este caso.
Entonces la fórmula debe o tiene que escribirse como
y así debe ser en todas las
fórmulas. ¿Cuándo se utiliza el signo =? Cuando se escribe que F=5N, porque estamos
igualando a una magnitud con el valor que en un momento determinado puede tener.
➢
LA POLISEMIA Y LA MONOSEMIA CONCEPTUAL: SU IMPACTO EN LA FÍSICA Y SU
DIDÁCTICA
Parte de las ideas que se presentan aquí fueron discutidas en el libro “La Humanística en el
proceso de enseñanza aprendizaje de la Física y la Química”, de los autores Dr. Contreras
Vidal, Dr. Valle Mijangos y la MSc. Pedraza González.
A pesar de que creemos que utilizando nuestro lenguaje, nuestro idioma, podemos
entendernos a la perfección con las demás personas que nos rodean y que hablan nuestra
misma lengua, no siempre es así. Las complejidades del lenguaje, con más frecuencia de lo
que estimamos, nos conducen a conclusiones diferentes e incluso contrapuestas en lo que
respecta al significado de un concepto. El significado detrás de la palabra, puede resultar
variable y en ocasiones confuso.
La naturaleza del significado de las palabras, “como tal no está clara aunque es en él que el
pensamiento y el habla se unen para construir el pensamiento verbal. Una palabra no se refiere
a un solo objeto, sino a un grupo o a una clase de objetos y cada una de ellas es, por lo tanto,
83
también una generalización…una palabra sin significado es un sonido vacío, no una parte del
lenguaje humano” (Vygotsky, L.S., 1981, pp. 20-21).
En lingüística y semiótica, el significado es el contenido mental que le es dado a un signo
lingüístico. Su significado objetivo o significado denotativo, así como un componente subjetivo
o connotación que no acoge el diccionario y depende de cada persona e incluso grupo, ya que
cada una le asigna un valor mental o emotivo al significado. Según Vygotsky, existe un sistema
dinámico de significados en el cual se encuentra la unidad afectiva e intelectual (Vygotsky,
L.S., 1981, pp. 20-21). Por ejemplo, cuando se tiene una mascota en la casa nunca se le llama
por el nombre que le corresponde como animal (gato, perro, etc.), sino que se le pone un
nombre por el cual se identifica, ese nombre está cargado de significación afectiva. Mientras
para el resto de las personas la mascota es un simple “perro”, para el dueño es su “Canela”,
al cual cuida, alimenta y hasta es capaz de amarlo como un integrante más de la familia.
Sin embargo, el significado de una palabra, debe ser convencionalmente igual y universal para
que se pueda realizar una comunicación óptima, algo que se dice que es más fácil en las
Ciencias Naturales y Exactas, que tiende a la monosemia, que en las Ciencias y disciplinas
humanísticas, que tienden a la polisemia. Cuando enfatizamos “que se dice” es porque no
siempre es así en estas ciencias, porque conceptos que en la misma se establecen de acuerdo
al lenguaje retórico, digamos que son “contaminados” por el lenguaje coloquial y el vulgar,
utilizado normalmente por las personas, que no son del área de las Ciencias Naturales y
Exactas y hasta por personas que si pertenecen a estas áreas, lo cual demostraremos más
adelante.
Hay que tener claro, que “los conceptos no descansan en la mente...como los guisantes en
una vaina, según Vygotsky, sin ningún enlace”, asociación, “entre ellos. Si éste fuera el caso,
no sería posible ninguna operación intelectual que requiriera coordinación de pensamiento, ni
siquiera cualquier concepción general del mundo; no podrían existir los conceptos separados,
como tales, puesto que su verdadera naturaleza presupone un sistema” (Vygotsky, L-S., 1981,
pp. 125). A lo que Vygotsky plantea, habría que agregarle, que las propias personas comienzan
a “ampliar” los significados de los conceptos para adaptarlos a otras situaciones, que nada
tienen que ver con el significado único y objetivo que los mismos contienen.
En el mundo de las Ciencias, ya sea el de las Naturales, Exactas o Humanísticas debe solo
manejarse un lenguaje monosémico, para evitar ambigüedades y confusiones dentro de las
mismas. Tiene que haber solo un concepto de fuerza, de trabajo, de energía, de habilidad, de
estrategia, de modelos, entre muchos otros. Sin embargo, en el campo de las Ciencias
Humanísticas, por ejemplo, en la Pedagogía y la Didáctica se utilizan más de una definición
84
para un mismo concepto de aprendizaje o interdisciplinariedad, por solo citar dos de ellos. Lo
mismo sucede en otros campos del saber humanístico, como por ejemplo en el Derecho,
donde no existe una misma definición para cada tipo de delito cometido que sea común a todas
las legislaciones, ni aun para la misma palabra delito, y existen muchos significados o polisemia
para algunas palabras. Cuando lo anterior ocurre se violenta la “Primera Ley de la Lógica o
Ley de la Identidad que, en general, señala que todo concepto o juicio debe ser idéntico a sí
mismo. Por tanto, todo concepto es idéntico a sí mismo, aunque sean diversos los contextos y
los sentidos que se pretenda utilizar” (Contreras, et.al.2019, pp. 39-40).
En las Ciencias Naturales y Exactas, la polisemia en el orden conceptual, solo existe cuando
se parafrasean de manera inadecuada los conceptos establecidos por los científicos y escritos
por ellos en sus obras originales. Así encontramos, por ejemplo, que, “en el libro de texto de
Física, décimo grado, que actualmente se utiliza en Cuba, se plantea la definición de
movimiento rectilíneo uniforme (MRU) de la siguiente manera: <Un cuerpo se mueve con
movimiento rectilíneo uniforme cuando realiza iguales desplazamientos en el transcurso de
iguales intervalos de tiempo> y se omite al final de esta <cualesquiera que estos sean>. En el
libro de los Diálogos sobre dos nuevas ciencias…Galilei enfatiza que a dicha definición hay
que agregarle <… cualesquiera que estos sean>. De no ser así, la definición estaría incompleta
y no se garantizaría con ello que la velocidad, en este tipo de movimiento, sea constante en
cada uno de sus puntos a lo largo de todo el trayecto recorrido”. (Contreras, 2019, p.55).
Como se ha discutido hasta aquí, todos los conceptos de las Ciencias, Exactas, Naturales y
Humanísticas, no pueden regirse por la polisemia, sin embargo, ninguna de ellas escapa a tal
disyuntiva, aunque en las humanísticas se acentúe más la problemática.
Es tarea de los docentes enfatizar en los rasgos esenciales de cada concepto perteneciente a
las ciencias y diferenciarlos de aquellos, que bajo el mismo nombre, es utilizado por las
personas ajenas al mundo científico, pero que ya forman parte del lenguaje popular.
Tomemos, por ejemplo, un concepto: Fuerza
En el libro “Física”, escrito por Aristóteles se puede leer que: “En efecto, un cuerpo que se
desplaza o que es arrojado divide un medio bien en virtud de su propia figura o bien en virtud
de la fuerza de su lanzamiento. Por tanto, si se admitiese el vacío, todos los cuerpos tendrían
la misma velocidad; pero esto es imposible”. (Aristóteles, 1995)
Por su parte en el libro “Diálogos acerca de dos nuevas ciencias”, escrito por Galileo Galilei,
puede leerse que:
“SALVIATI. Sin ninguna otra experiencia, con sólo una breve y concluyente demostración,
podríamos claramente probar no ser verdad que un móvil más pesado, se mueva con más
85
velocidad que otro menos pesado, siendo los móviles de la misma materia y tales como quiere
Aristóteles. Pero antes dime, Simplicio, si tú admites que cada cuerpo pesado tiene asignada
por la naturaleza su propia velocidad de caída, de tal modo que no se pueda acrecérsela o
disminuírsela si no es haciendo uso de una fuerza u oponiéndole resistencia”. (Galilei, G, 1945)
“SAGREDO. La demostración me parece tan bella, que aun cuando no tuviera la fuerza de
persuadimos, en cuanto al original propósito a que se destinaba (aunque a mi parecer tiene
mucha), de todos modos, ha sido muy bien empleado el tiempo dedicado a escucharla”.
(Galilei, G, 1945)
“SALVIATI. … es decir contra los que admitían el vacío como necesario para el movimiento.
Pero si yo concediese que el argumento es concluyente, y concedo simultáneamente que en
el vacío no se da movimiento, la posición del vacío tomado absolutamente y no en relación al
movimiento, no queda invalidada. Mas para decir lo que tal vez hubieran podido responder los
antiguos, a fin de que se aprecie mejor la fuerza probatoria del argumento de Aristóteles,
paréceme que podríamos ir contra las suposiciones de aquél, negándolas ambas a dos”.
(Galilei, G, 1945)
Mientras que, en el libro “Principios Matemáticos de la Filosofía Natural, escrito por Newton se
encuentra que: <Una fuerza aplicada es una acción ejercida sobre un cuerpo a fin de cambiar
su estado, ya sea de reposo, o de movimiento uniforme en una línea recta>”. (Contreras,
et.al.2019, p. 51).
Notemos que es Newton quien define que es una “fuerza” y es con ese sentido que debe ser
utilizado en el ámbito de las ciencias y no con otro. Sin embargo, si leemos lo escrito por Galileo
en sus Diálogos, podemos encontrar la palabra “fuerza” con dos sentidos o significados
diferentes, como mostramos a continuación:
“…si tú admites que cada cuerpo pesado tiene asignada por la naturaleza su propia velocidad
de caída, de tal modo que no se pueda acrecérsela o disminuírsela si no es haciendo uso de
una fuerza u oponiéndole resistencia”. Aquí Galileo utiliza en concepto fuerza, tal y como
Newton la define, o sea, como “una acción ejercida sobre un cuerpo a fin de cambiar su
estado”.
Pero, más adelante escribe Galileo que “la demostración me parece tan bella, que aun cuando
no tuviera la fuerza de persuadimos…”. Como puede observarse el término “fuerza”, utilizado
en el mismo libro no es utilizado de acuerdo a la definición de fuerza dado por Newton. Galileo
cuando escribe “la fuerza de persuadirnos”, se refiere a hacernos cambiar de opinión, no de
estado en el movimiento mecánico, por lo tanto, la palabra fuerza adquiere un significado más
86
amplio, como aquello que es capaz de provocar cambios, de manera general y no solo del
movimiento mecánico.
Como puede verse, la palabra fuerza, no tiene un solo significado, con ello hay que tener
cuidado y aclarárselo bien a los estudiantes de Física, que van a encontrar su uso en otros
contextos como se muestra a continuación:
•
Fuerza, en derecho una agresión física o emocional que una persona ejerce sobre otra o
sobre cosas. Aquí la fuerza se manifiesta como cambio, producto de la interacción entre
personas o personas y cosas.
•
Fuerza política, todas aquellas formaciones sociales que tienden a establecer, mantener o
transformar el orden jurídico fundamental en lo relativo a la organización y ejercicio del
poder. Aquí también la fuerza se establece como agente transformador que puede llegar a
provocar cambios en una sociedad.
•
Fuerzas productivas. Las mismas pueden provocar cambios en una formación
socioeconómica determinada, sea capitalista o socialista.
•
Fuerza de trabajo, la capacidad física y mental, inherente a todo ser humano, de realizar
un trabajo. Con esta realización de trabajo, el ser humano puede provocar cambios en el
ámbito en el cual se desarrolle.
•
Fuerzas armadas de un Estado. Las cuales pueden provocar cambios ante situaciones
comprometedoras que pongan la paz y la tranquilidad ciudadana de un país determinado
en peligro, aunque en ocasiones provocan el efecto contrario, como cuando se organiza un
golpe de estado.
De lo anterior puede concluirse, que sería muy útil elaborar una definición general de fuerza,
donde se engloben las diferentes denominaciones que de la misma existan y desde la misma
ir particularizando cada una de ellas.
Los autores de este libro proponen que:
“Fuerza es aquella acción potencialmente realizable, capaz de producir determinados cambios
en las diferentes esferas de la realidad”.
➢
EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO EN LA DIDÁCTICA DE LA FÍSICA
Este epígrafe y el siguiente se han elaborado en base a las ideas desarrolladas por el Dr.
Contreras Vidal en su tesis doctoral nombrada Recursos didácticos integradores para facilitar,
87
en la estructura cognoscitiva de los profesores, la formación de conceptos del área de las
ciencias naturales en la secundaria básica (2008).
Dentro de la psicología cognitiva se pueden encontrar dos tendencias fundamentales. La
primera tendencia tiene como objetivo esencial estudiar la cognición y analizar los mecanismos
de la misma. Lo anterior lo realizan de una manera abstracta e independiente de todos los
sistemas que le sirven de base como son los seres humanos, los animales, las computadoras,
etc. Su meta es establecer las leyes y teorías que puedan ser aplicadas a la actividad de todos
los sistemas mencionados. Desde esta tendencia se ha llegado a comparar a la computadora
con la mente humana tomando como criterio que ambas reciben la información, la codifican,
la almacenan, la procesan y organizan las respuestas.
Ahora bien, el hecho de querer establecer un conocimiento general acerca de la cognición de
la manera anterior, dejando a un lado “la cultura, la historia, la afectividad y el propio
sujeto…resulta inviable…por ser la cognición una función del sujeto psicológico concreto”
(González Rey, F., 1997, p.109). Conclusión con la que concuerdan los autores de este libro.
La segunda tendencia cognitivista, por su parte, reconoce el carácter activo de los procesos
cognoscitivos. De acuerdo a ella todo conocimiento es resultado de la búsqueda por parte del
sujeto, de la acción del mismo sobre todo aquello que le rodea. Por lo tanto, este conocimiento
mencionado no se obtiene solo por la simple transmisión desde fuera hacia adentro o por una
cualidad de la psique que se origina en el interior del mismo. De esta forma, ellos consideran
como uno de sus objetivos principales la concepción de modelos del aprendizaje, en donde se
consideran la relación del sujeto activo sobre el objeto.
Debe además declararse que para los cognitivistas todo conocimiento humano se basa en una
construcción personal que el sujeto hace y que parte de todos los datos sensoriales, datos que
no se reducen solo a la asociación de los mismos, sino que los trasciende. De lo anterior se
deduce que este sujeto es capaz de elaborar y modificar dichos datos que provienen de la
realidad, de manera tal que puede lograr anticiparse a la misma y transformarla. Él actúa sobre
lo que le rodea haciendo uso de variados recursos, de estrategias para la formación de
conceptos y la solución de problemas. Los mapas conceptuales de Novak y la Red
88
Asociaciones Significativas Conceptuales que los autores de este libro proponen, entre otros,
son un ejemplo de lo anterior.
Dentro de los cognitivistas más destacados se encuentra Bruner, quien elaboró algunas ideas
sobre la instrucción (Corral, R., 1996, p. 29). Dentro de las mismas se encuentran:
•
Debe determinarse y describirse aquellas condiciones que pueden estimular la inclinación
que el alumno tiene para aprender.
•
Debe determinarse la estructura óptima del cuerpo de conocimientos a estudiar y el orden
de presentación del mismo de la manera más adecuada posible, con el objetivo de lograr
que el alumno aprenda de una manera más efectiva y rápida.
•
Debe evaluarse el aprendizaje tomando en consideración una secuencia de recompensas
y castigos.
Cada una de las ideas señaladas, de acuerdo a Bruner, deben tenerse en consideración por
el profesor a la hora de preparar un currículo, los medios de enseñanza, una clase, etc. Todas
ellas se basan en intentar lograr un equilibrio entre el conocimiento a adquirir y las motivaciones
y posibilidades del alumno. Ideas similares a las de Bruner pueden encontrarse también en los
trabajos de Rubinstein (Rubinstein, J.L., 1967, p. 329).
Además de lo anteriormente expresado, se añade que el cognitivismo también reconoce que
existen factores personales y sociales que influyen sobre el rendimiento del sistema cognitivo
a la hora de realizar una tarea. Algo que también tiene un gran interés para el cognitivismo es
el conjunto de conocimientos previos que cada sistema cognitivo humano posee. Ausubel,
Novak, Gowin, entre otros, se encuentran entre los que más han trabajado en esta última
cuestión. Para ellos es más fácil aprender un nuevo conocimiento cuando él mismo se
relaciona con un conocimiento ya adquirido. De esta manera, por ejemplo, el alumno llega a
contar con variadas vías de acceso a esa nueva información y es capaz de construir redes de
conocimientos, a partir de pequeñas unidades que se entretejen entre sí con significados
determinados, conformando la estructura cognoscitiva. De no ocurrir lo anterior se vería
entonces obligado a recordar hechos aislados sin significado alguno.
Cada pequeña unidad que compone la estructura cognitiva tiene su correspondencia cerebral
en los circuitos neuronales y su correspondencia mental en las representaciones llamadas
esquemas. Se hace necesario resaltar que cada concepto en la mente no es algo simple ni
aislado, sino una pequeña estructura que contiene un conjunto de elementos que se
interrelacionan, que se enlazan, que se asocian; que estas estructuras son relativamente
estables. Que los conocimientos previos vienen representados por esas estructuras y que el
aprendizaje significa la modificación de la estructura cognoscitiva por incremento y
89
reestructuración, lo que la convierte en algo dinámico, cambiable. A todo lo planteado se le
conoce como aprendizaje significativo.
No cabe duda entonces que para los cognitivistas queda claro que los conceptos forman en la
mente una estructura denominada estructura cognoscitiva, de modo que, para conocerlos,
deben estudiarse en el contexto de sus relaciones, de sus enlaces y no de forma aislada.
De acuerdo a lo anterior es que ellos se han dedicado a la elaboración de modelos
estructurales de la memoria como por ejemplo, el modelo de Atkinson y Shiffrin (registro
sensorial, almacén a corto y a largo plazo) (Casas, L.M, 2002, p. 44); los modelos concretos
de la cognición humana como por ejemplo, el modelo realizado por Rosenblatt con las redes
de dos capas que denominó perceptrones (intento de modelar las redes neuronales con la
computadora) (Casas, L.M, 2002, p. 35) y a buscar diferentes modelos y métodos para la
representación del conocimiento en la estructura cognoscitiva y la obtención de datos acerca
de la misma, entre los que se encuentran los árboles conceptuales, los mapas conceptuales,
las redes pathfinder, entre otras. El propio Vygotsky tuvo una idea acerca de cómo se
distribuían los conceptos en la mente humana al considerar a los mismos sobre la superficie
de un globo en donde “la ubicación de cada uno puede ser definida por medio de un sistema
de coordenadas, correspondientes a las latitudes y longitudes geográficas. Una de estas
coordenadas indicará la ubicación de un concepto entre los extremos de una conceptualización
abstracta llevada a su máxima expresión y la captación sensoria inmediata de un objeto: su
grado de concreción y abstracción. La segunda coordenada representará la referencia objetiva
del concepto, su lugar en la realidad. Dos conceptos aplicables a diferentes áreas de la
realidad, pero comparables en grado de abstracción- plantas y animales- pueden ser
concebidos como variantes con respecto a su latitud, pero teniendo la misma longitud. La
analogía geográfica se desbarata en varios detalles: el concepto más generalizado, por
ejemplo, se aplica a un área más amplia de contenido, que podría ser representado por una
línea, no por un punto, pero sirve para dar a entender la idea de que para estar adecuadamente
caracterizado cada concepto debe estar ubicado entre dos continuos, uno que representa el
contenido objetivo y otros los actos de pensamiento que captan el contenido. Su intersección
determina todas las relaciones de un concepto dado con los otros, sus conceptos coordenados,
sobreordenados y subordenados. Esta posición de un concepto dentro de un sistema total de
conceptos puede ser denominada su medida de generalidad” (Vygotsky, L.S., 1981, p.126127).
Para que se establezcan estructuras cognitivas estables y duraderas hay que considerar que
las relaciones asociativas desempeñan una considerable e importante función, pero no son
90
estas solas las que inciden sobre la memoria porque también hay que tomar en consideración
las relaciones significativas (Vygotsky, L-S., 1981; Rubinstein, J.L., 1967). “Los seres humanos
tienden a trabajar más y a estar más motivados cuando las actividades de aprendizaje en las
que participan tienen sentido en vez de carecer de él y las pueden recordar y articular con sus
propias palabras” (Ausubel, D.P., 2002, p.47). Para nadie es un secreto que todo sujeto es
capaz de estudiar y aprender más eficientemente en la propia medida que esté más motivado
para hacerlo y esto lo logra cuando aquello que estudia tiene un sentido, un significado para
él y, sin lugar a dudas, todo en la vida lo tiene. De lo anterior es que existen dos términos con
similar significado en el argot psicológico que reflejan lo hasta aquí explicado: “anclajes”
(Ausubel, D.P., 2002, p. 24) y “sutura” (Vygotsky, L.S., 1987, p. 177). Ambos términos suman
en una sola palabra lo que los autores de este libro concuerdan en llamar: asociaciones
significativas.
Hasta aquí se puede decir que para retener y grabar en la memoria se necesita asociar
significativamente, pero en la realidad no siempre se tienen relaciones significativas, no todos
los materiales permiten tal retención y es entonces que lo que se va a aprender (retener,
guardar en memoria) a partir de un material se vincula a una unidad estructural. Se entiende
por estructura, en este caso, la disposición y relación del material con auxilio de su ritmo, de
su disposición simétrica, etc. La clara estructuración y vinculación del material es condición
indispensable para una eficaz retención en la memoria.
“En las relaciones asociativas, intuitivas y estructurales se manifiesta preponderantemente la
importancia del material. Pero la retención y la reproducción no dependen de las conexiones
91
objetivas del material, sino también de la relación, que con respecto a él, tiene la personalidad”
(Rubinstein, J.L., 1967, p. 329), o sea, del acto volitivo.
Resumiendo los aspectos anteriores se puede decir que para retener en memoria de una forma
eficiente deben de tenerse en consideración, según Rubinstein (Rubinstein, J.L., 1967), los
siguientes aspectos:
•
Numerosas, sistematizadas y variadas asociaciones alrededor del objeto (en nuestro caso
del concepto) en cuestión.
•
Que las asociaciones estén llenas de sentido, de significado para el que aprende.
•
Que el material para aprender tenga una estructura adecuada que facilite la fijación en
memoria, que sea importante.
•
Que el alumno tenga disposición al desarrollo, o sea una actitud y una postura orientada a
querer aprender.
También Vygotsky otorga especial importancia a la asociación significativa a la hora de la
formación de los conceptos. Para él “Los conceptos no descansan en la mente...como los
guisantes en una vaina, sin ningún enlace”, asociación, “entre ellos. Si éste fuera el caso, no
sería posible ninguna operación intelectual que requiriera coordinación de pensamiento, ni
siquiera cualquier concepción general del mundo; no podrían existir los conceptos separados,
como tales, puesto que su verdadera naturaleza presupone un sistema” (Vygotsky, L-S., 1981,
pp. 125). De tal manera, y de total concordancia con Vygotsky, el autor considera que la
comprensión habitual de los conceptos consiste en establecer asociaciones significativas
entre los mismos, en saber destacar lo importante y pasar de los elementos aislados al sentido
del todo.
En un curso de Física que se desee alcanzar aprendizaje significativo deben estar presentes,
entre otros elementos, tareas que integren los conocimientos. Estas tareas motivan al
estudiante a investigar para poder resolverlas e integran contenidos de diferentes ciencias y
las situaciones que describen suelen darse en la vida cotidiana. Ejemplo de estas pueden ser
las siguientes:
•
Es común percibir que el agua de una garrafa o tinaja es más fresca que la que se
encuentra en una de vidrio. Explica por qué.
•
Cuando el té, el café o la leche están muy calientes es común soplar la superficie de esos
líquidos para enfriarlos. Explique en base al modelo cinético molecular la razón de este
procedimiento.
92
•
Usualmente cuando alguien tiene fiebre se le baña o se le ponen compresas sobre la frente
con agua fría. a) Explique el por qué. b) ¿Qué compresa será más eficiente para bajar la
fiebre: compresas de agua fría o de alcohol? ¿Por qué? c) Si una persona tiene 38 0C de
temperatura ¿Qué valor de temperatura debe tener el agua con que se le bañe para bajarle
la fiebre? ¿Por qué?
Insistimos en señalar, que a pesar de todo lo que se ha escrito acerca del aprendizaje
significativo, lo que más se ha utilizado como estrategia para lograrlo, son los mapas
conceptuales de Novak. También Marco Antonio Moreira, discípulo de este último, ha realizado
investigaciones sobre otras maneras de medir cómo se relacionan en la estructura cognitiva
de quien aprende, los conceptos, principios, leyes, teorías y modelos. Estos métodos, técnicas,
estrategias son los árboles conceptuales, las proposiciones conceptuales, los test de
asociaciones numéricas conceptuales y los test de asociaciones escritas conceptuales; estos
test procesados luego por las técnicas estadísticas de Análisis Multidimensional y el Análisis
Jerárquico de Cluster.
Por último, destacar los trabajos del Dr. Jorge Luis Contreras, uno de los autores de este libro,
quien para su tesis doctoral, diseñó la matriz de asociaciones significativas conceptuales, el
rastreo conceptual, el test de los tipos de asociaciones significativas conceptuales y la red de
asociaciones significativas conceptuales. (Contreras, 2008).
➢
DE LOS MAPAS CONCEPTUALES Y OTRAS ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE
Los mapas conceptuales no son más que diagramas jerárquicos que procuran reflejar la
organización conceptual de una disciplina o parte de una disciplina en la Estructura
Cognoscitiva de quien aprende. Para realizar los mapas anteriores se le dan al alumno una
serie de conceptos y se le solicita que escriba los mismos en una hoja de papel procurando
agrupar los que están más relacionados entre sí y que trace líneas uniendo aquellos conceptos
que están directamente relacionados. Cada línea relacionando dos conceptos debe ser
numerada de modo que cada número usado corresponde a una breve explicación del alumno
sobre lo que representa la línea o de lo contrario se realiza la explicación cortando la línea e
intercalándola. Es de destacar que existen otras maneras de concebir estos mapas como el
que se muestra a continuación.
93
Mapa conceptual referido al concepto agua mostrado por Novak, J.D, y Gowin, D.B., (Torres,
J., 1994, p. 260) que es un ejemplo típico de cómo a través de este concepto pueden
relacionarse a un grupo de conceptos relativos a las Ciencias Naturales.
Es importante destacar que el mapa conceptual, al igual que las demás estrategias del PEA,
pueden servir también como instrumentos de evaluación, ya que, en este caso, si se realiza
una incorrecta jerarquización se hace visible que se ha cometido un error o varios errores
conceptuales por lo que se debe insistir ahí para eliminar las dificultades o deficiencias en el
aprendizaje.
Los árboles conceptuales (Dos Santos, C.A y M.A Moreira, 1991, p. 105) pueden considerarse
como la antesala de los mapas de Novak. Aquí el alumno recibe una lista de conceptos en
orden alfabético y es solicitado a escoger, en esta lista, los dos conceptos que están más
relacionados entre sí. Estos dos conceptos deben, entonces, ser escritos en el medio de una
hoja en blanco y unidos por una línea que recibe el número 1. A partir de entonces continúa
relacionando los demás conceptos con diferentes líneas enumeradas de acuerdo con el orden
en que fue trazada.
Las proposiciones conceptuales (Dos Santos, C.A y M.A Moreira, 1991, p. 107) relacionan
dos o más conceptos. Aquí, al alumno se le dan dos conceptos y se le solicita que escriba un
párrafo diciendo todo lo que sabe sobre los mismos; o bien que los una en una frase que refleje
la asociación o relación entre los mismos o, dentro de una frase dada que describe la relación
con la cual el alumno debe o no concordar y justificar el por qué.
Rastreo Conceptual (Contreras, 2008, p.83). Muchas veces, o casi siempre, no se tiene la
menor la idea de cómo se integra cada uno de los conceptos de una disciplina con los
94
conceptos de las restantes y este recurso ayuda a la resolución de tal problemática. En este
recurso se toma un concepto y se va “rastreando” a lo largo de toda la disciplina y luego a lo
largo de las restantes. Se puede tomar un concepto de la disciplina Física, por ejemplo
temperatura, se “rastrea” él mismo a todo lo largo de la misma y luego a través de las
disciplinas Química, Geografía y Biología, para luego ordenarlos tomando en consideración el
grado de significación que para cada sujeto tiene. Por ejemplo, al “rastrear” el concepto de
temperatura a lo largo de las cuatro disciplinas concernientes al área de las Ciencias Naturales,
que se estudia en la educación secundaria en Cuba, se encuentra que el mismo está
relacionado con los conceptos de todas ellas de 71 maneras diferentes, como se puede ver a
continuación:
1.
energía cinética
2.
calor
3.
temperatura de fusión
4.
temperatura de ebullición
5.
temperatura diaria, media mensual y variación anual
6.
termómetro
7.
átomo cósmico
8.
expansión del universo
9.
velocidad de las moléculas o movimiento térmico
10.
disminución de los glaciares en la era cenozoica
11.
altas temperaturas de las aguas de mar en el período jurásico
12.
núcleo de la tierra
13.
magma (magmatismo)
14.
densidad de un gas
15.
calentamiento de las aguas subterráneas
16.
formación de las corrientes marinas
17.
estados de las sustancias y sus cambios (evaporación, ebullición, licuación,
sublimación, solidificación, etc.)
18.
temperatura corporal
19.
solubilidad de las sustancias
20.
vaporización y destilación
21.
altitud en la atmósfera
22.
radiaciones solares
23.
aire atmosférico
95
24.
estaciones del año
25.
sucesión de los días y las noches
26.
latitud geográfica
27.
corrientes oceánicas
28.
distribución de las tierras y las aguas
29.
ecuador del calor
30.
polos de frío
31.
formas de propagación del calor (convección, conducción y radiación)
32.
energía emitida por los cuerpos (visibles o no)
33.
vientos y brisas marinas terrales
34.
equilibrio térmico
35.
peso de los gases
36.
presión de los gases sobre la superficie de la tierra
37.
volumen de un gas
38.
ciclones y anticiclones
39.
gas ideal
40.
calmas ecuatoriales y subtropicales
41.
masas de aire polar y tropical
42.
rayo atmosférico
43.
difusión
44.
primeras moléculas orgánicas
45.
fosas nasales
46.
parte de la energía en la respiración
47.
respiración de las semillas de las plantas
48.
método de preservación de alimentos (calentamiento y refrigeración)
49.
efecto invernadero
50.
trabajo de las enzimas
51.
óxidos moleculares e hidróxidos no metálicos y metálicos
52.
disolución de las sales en agua
53.
desintegración y descomposición de las rocas
54.
pérdida de agua por el suelo
55.
proceso Harber
56.
desarrollo de los cultivos
57.
sudor
96
58.
glándulas sudoríparas
59.
ejercicio físico
60.
vasodilatación y vasoconstricción sanguínea
61.
hipotermia
62.
termoterapia y cambios fisiológicos (aumento del flujo sanguíneo, del metabolismo, del
volumen de la sangre, del consumo de oxígeno, cambios en la composición de la orina, del
sudor y la sangre)
63.
trabajo muscular
64.
incremento de la frecuencia cardiaca
65.
permeabilidad de la membrana muscular a los iones de calcio y potasio
66.
dilatación y contracción de los músculos
67.
dolor rápido
68.
velocidad de las reacciones químicas metabólicas
69.
ondas ultrasónicas
70.
formación de espermatozoides
71.
función homeostática
La Red de Asociaciones Significativas Conceptuales (RASC) como con antelación ya se había
declarado (Contreras, 2008, p.84), considera las asociaciones significativas, la cual parte de
considerar cada concepto desde los cuatro tipos de asociaciones conocidas: por semejanza
(S), por contigüidad (Ct), por contraste (C) y por causa y efecto (CE). Esta estrategia es
potencialmente facilitadora para la formación de los conceptos de una manera integrada. En
sí es un diagrama que intenta modelar las diferentes relaciones que se establecen entre los
conceptos desde los diferentes tipos de asociaciones que existen; es un diagrama de
significados, de relaciones significativas, en fin es un diagrama de asociaciones significativas.
Para tejer dicha RASC se debe colocar en el centro de una hoja el concepto que se quiera
estudiar en su integración y, a partir del mismo, comenzar a asociarlo por las cuatro vías
anteriormente mencionadas. A este concepto se le denomina “concepto araña” porque es de
él que, precisamente, se comenzará a “tejer” dicha red. Como puede observarse el concepto
araña se asocia a los demás conceptos a través de líneas que se numeran para denotar el
grado de jerarquización entre los conceptos asociados. El tamaño de la línea es arbitrario.
97
Lo verdaderamente importante es que la RASC, tejida de la manera anterior, se convierte en
una estrategia capaz de evidenciar las asociaciones y los significados que se establecen entre
los conceptos que se estudian en el contexto de un cuerpo de conocimientos entre varias
disciplinas, de una disciplina o de una asignatura. Si el que teje la RASC, ya sea profesor o
alumno, une dos conceptos o más, a través de una línea numerada, debe ser capaz luego de
explicar el significado de la asociación que ve entre los mismos. La RASC por sí sola no es
autoexplicativa, las relaciones mostradas deben de ser explicadas por quien la teje; así al
exponerlas la persona es capaz de pasar del plano intrapsicológico al interpsicológico, es
capaz de externalizar los significados. Es aquí donde radica el mayor valor de la RASC.
Haciendo uso de la RASC se puede garantizar la multiplicidad de las asociaciones y la
jerarquización de las mismas alrededor de un concepto y, por lo tanto, comprenderlo mejor y
fijarlo con mayor solidez en la memoria. Se parte para ello del hecho de que dos ideas o más
que precedentemente han formado parte del mismo acto integral del conocimiento, se sugieren
mutuamente siempre y cuando las mismas sean significativas.
Un ejemplo de una RASC, realizada por un especialista en Física, puede verse a continuación:
98
En la misma se puede observar las diferentes asociaciones que el profesor realizó alrededor
del “concepto araña” y los niveles de jerarquización de las mismas de acuerdo a su Estructura
Cognoscitiva.
Se hace necesario plantear ahora que toda RASC puede ser ampliada siempre y cuando se
sigan encontrando conceptos que se asocien al “concepto araña” por los cuatro tipos de
asociaciones. Además, cada concepto asociado puede continuar desarrollando la RASC a
partir de él mismo dentro de la propia RASC, o pudiera construirse una nueva RASC teniéndolo
a él ahora como un nuevo “concepto araña” independiente.
La RASC, hasta aquí explicada, puede ser utilizada como un recurso didáctico que permita:
Analizar el plan de estudio de una enseñanza determinada: Es posible tejer una RASC
o varias de ellas, por parte del profesor, con los conceptos fundamentales que van a ser objeto
de estudio en una clase, en una unidad, en un curso, etc. Cada RASC permite mostrar las
diferentes asociaciones y los significados que existen entre los conceptos desde la perspectiva
del profesor, la cual puede y debe ser confrontada con cada RASC tejida por los alumnos en
el transcurso del PEA.
Evaluar y potenciar la Zona de Desarrollo Próximo: La RASC puede ser utilizada como
un medio de evaluación del aprendizaje ya que la misma muestra una visualización de la
organización conceptual que quien la teje atribuye a un determinado conocimiento. Debe
tenerse en consideración que la RASC es muy difícil de evaluar desde el punto de vista
cuantitativo porque se teje en base a interpretaciones personales, a significados los cuales
tienen un carácter idiosincrático por lo que las RASC no se presentan con el grado de
uniformidad con la que si se presentan las respuestas a las tareas que habitualmente los
99
profesores le proponen a sus alumnos. Generalmente los profesores enseñan los contenidos,
de forma tal, que los mismos no presenten mucho margen para interpretaciones personales.
De manera tal que la evaluación debe ser dinámica donde la interacción entre el profesor y el
alumno y entre los alumnos sea constante con el objetivo de que se pueda determinar el nivel
de desempeño real y potencial del que está siendo evaluado. La actividad conjunta entre ellos
propicia que el segundo abra ante el primero la Zona de Desarrollo Próximo.
Modelar la estructura cognoscitiva de quien aprende: La RASC es un diagrama que
muestra escuetamente las estructuras conceptuales que están siendo enseñadas por el
profesor y que están siendo aprendidas por el alumno. Cada RASC cambia en la medida que
la Estructura Cognoscitiva tanto del profesor como del alumno también tiende a hacerlo. La
característica esencial de este recurso didáctico es que él mismo no es autoexplicativo, sino
que debe ser explicado y discutido por quien lo tejió. Al tejerse una RASC la misma se convierte
en un posible modelo de organización conceptual de la Estructura Cognoscitiva. Modelo que
se basa en las asociaciones significativas conceptuales.
Explorar la Estructura Cognoscitiva: Antes de comenzar a impartir un nuevo contenido
la RASC tejida por un alumno puede servir para determinar los conocimientos previos que
posee en su estructura cognoscitiva acerca del mismo. También la RASC tejida en diferentes
momentos de la impartición del contenido permite ir conociendo si la estructura cognoscitiva
se va modificando o no y con qué calidad lo va haciendo. Por ejemplo, a un profesor de Física
o estudiante de la misma, se le da el concepto de velocidad y se le pide que lo asocie
libremente, o sea que coloque junto al mismo todos aquellos conceptos o palabras que le
vengan a la memoria y que crea que estén asociados al mismo, luego el profesor o estudiante
numera cada concepto asociado libremente de acuerdo al grado de significación que para él
tengan y por último teje la RASC. En gran medida todos los conceptos asociados libremente
son los que él tenía en su Estructura Cognoscitiva. Al conocer la estructura de ésta en relación
al concepto en cuestión, pues ya se puede decir que se conocen los conocimientos previos
que él mismo tenía sobre el concepto y entonces se pueden comparar estos con la nueva
RASC que “tejerá” nuevamente cuando estudie el capítulo seleccionado, el cual ha sido
diseñado de forma integradora. La comparación de ambas redes reflejará si existieron cambios
sustanciales en la organización de su Estructura Cognoscitiva.
Es esencial enfatizar en el hecho de que la RASC es dinámica como dinámica es la Estructura
Cognoscitiva de quien aprende o enseña. Ésta se encuentra cambiando constantemente en el
transcurso del Proceso de Enseñanza-Aprendizaje. La Estructura Cognoscitiva está
constantemente acrecentándose y reestructurándose o reorganizándose. La RASC de hoy no
100
será la de mañana ni cuantitativa ni cualitativamente. A medida que cambia la comprensión de
las asociaciones y los significados entre los conceptos, la RASC también cambia. Recuérdese
“que los significados de las palabras sufren un proceso de desarrollo”, que son “dinámicos y
no formaciones estáticas” (Vygotsky, L.S., 1981, p. 138)
El análisis y discusión de cada RASC se realiza sobre una base cualitativa. La información
dada por el que la teje debe de interpretarse con el fin de obtener evidencia de la existencia
de un aprendizaje en base a las asociaciones significativas y no mecánicas.
Todas las estrategias presentadas en este epígrafe son asociativas-significativas ya que
permiten asociar conceptos con un grado de jerarquización tal que da la medida del significado
entre los mismos y sirven para determinar la Estructura Cognoscitiva de quien aprende antes
y después de la instrucción. Determinar la Estructura Cognoscitiva significa conocer cómo se
disponen las ideas y conceptos que el alumno tiene, cuán claras y estables están las mismas
y cómo se relacionan y se jerarquizan entre ellas. Es de destacar que la Estructura
Cognoscitiva como “producto de los procesos cognitivos y la interacción con el medio…es
esencialmente dinámica, sean cuales sean los métodos empleados para su conocimiento,
reflejarán el estado en un determinado momento, que quizás pueda ser diferente a otro”
(Casas, L.M, 2002, pp. 136)
➢
A MANERA DE EPÍLOGO
Los esfuerzos puestos en práctica en el proceso de enseñanza y aprendizaje de la Física aún
encierran numerosas dificultades, principalmente las relacionadas con el desarrollo de la
inteligencia, creatividad, modelación e innovación en el estudiante, dejando honda huella en
las actividades encaminadas a la reproducción de saberes y memorización de contenidos.
(Moreno, 1989). Debemos recordar que la enseñanza de las ciencias reviste una dificultad ya
tradicional derivada de varios aspectos entre los que podemos mencionar a las estrategias
didácticas utilizadas, el perfil del profesor, la disposición del alumno a aprender Física, entre
otras. En este libro la intención fue atender estos aspectos pero ir más allá. Esto quiere decir,
incluir varios elementos alrededor de la enseñanza de las ciencias que deben ser tomados en
cuenta si lo que se desea es que el alumno aprenda.
Los autores revelan la importancia de la Humanística dentro de la didáctica de las ciencias
como un aspecto fundamental para comprender lo que es la Física, como una premisa sobre
la cual descansa el esfuerzo de todos los actores del proceso educativo, la Humanística como
una respuesta a los métodos tradicionales de enseñanza de las ciencias, concretamente en lo
101
relacionado a privilegiar la formación puramente tecnicista. La Humanística como nuevo
horizonte formativo que atienda, entre otros aspectos, a considerar la ciencia como un tema
social, constructivo, a pensar en una ciencia para todos, en una ciencia para la vida.
Un elemento de discusión fue el considerar la didáctica de las ciencias como una ciencia. Los
autores giran alrededor del mismo concepto de lo que es ciencia con la intención de evaluar la
posibilidad de asignar este rango a la didáctica. Entre los especialistas cubanos que han
estudiado este tema e inclusive han aportado el concepto de didáctica desarrolladora se
encuentran Carlos Álvarez de Zayas, Guillermina Labarrere, José Zilberstein Toruncha y
Margarita Silvestre Oramas, además de enriquecer el sistema categorial, hasta llegar al
especialista alemán Lothar Klimberg, quien la identifica como ciencia.
Como sugiere el Dr. Contreras Vidal, la enseñanza de la Física requiere que el alumno esté
enterado de la historia de la ciencia, facilita el proceso de aprendizaje el hecho que el alumno
conozca cómo se desarrolló la ciencia con el paso del tiempo, cuáles fueron los
acontecimientos históricos que provocaron los descubrimientos, qué buscaban los científicos
de la época, cómo es que llegaron a los diferentes hallazgos científicos y cómo fueron éstos
estudiados por la comunidad científica, en síntesis el Historicismo como elemento que
despierta en interés del alumno para explicarse la ciencia misma.
El mismo Dr. Contreras Vidal, el Dr. Rivero Pérez y la MSc. Pedraza González aportan la
Teoría de la Omisión, señalan puntualmente que omitir el desarrollo histórico de conceptos,
principios, leyes, teorías y modelos en los libros de textos de Física, puede traer como
consecuencia que en el proceso de enseñanza-aprendizaje de esta, aparezcan ideas o
concepciones alternativas, tanto en profesores como en estudiantes. Se combate entonces la
polisemia conceptual que en el tema de la Física no es admitido, el lector puede entonces
formularse un juicio acerca de las complicaciones didácticas en el aula de ciencias cuando el
alumno no cuenta con el concepto correcto de lo que estudia y por lo tanto construir más
ciencia partiendo de lo erróneo no le permitirá aplicar la Física.
En el camino de una enseñanza efectiva de las ciencias, el Dr. Rivero Pérez y la Dra. Torres
Rivera, señalan con oportunidad y acierto que es oportuno hacer algunas reflexiones sobre los
sistemas de tareas docentes ya que las tareas aisladas no son capaces de lograr los objetivos
propuestos en las diferentes materias en un programa educativo. Y puntualmente señala que
una enseñanza efectiva debe considerar invariablemente un conjunto integrado de tareas, que
se organiza, estructura y desarrolla sobre la base de factores; didáctico, metodológico, lógicopsicológico, epistemológico y culturológico-humanístico, de acuerdo con las cualidades
generales de los sistemas y que realiza funciones de enseñanza, educativa y desarrolladora.
102
El Dr. Rivero Pérez y la Dra. Torres Rivera, se muestran enfáticos en relación con el enfoque
sociocultural en la didáctica de las ciencias, aportan elementos al proceso de enseñanza que
nombran como “factores” necesarios para que el alumno se apropie no solo de los saberes de
la ciencia, sino que aprenda sobre la ciencia, estos factores son: psicológico, cultural y
epistemológico. En esta postura en relación a la didáctica de las ciencias, se propone en
concreto abandonar los sistemas tradicionales de la enseñanza para dar paso a nuevas
consideraciones en las que el proceso debe redireccionarse, es decir, no basta con saber y
saber hacer, hay que saber valorar.
La preocupación acerca de lo que sucede en el aula, las estrategias de enseñanza de los
profesores, cómo aprende el alumno , cómo comprometer al alumno en su propio proceso de
aprendizaje, en general lo relacionado con los ambientes de aprendizaje para la enseñanza de
la Física, son temas tratados por el Dr. Valle Mijangos. Sus
aportaciones básicamente
consisten en promover ambientes propicios para que el alumno logre los aprendizajes
planificados, y para esta finalidad ha propuesto tomar en cuenta elementos como hacer que el
alumno tenga acceso a nuevas y más variadas fuentes de información, a la consulta con
expertos en los temas, a sistemas de evaluación no solo más justos sino considerar un
espectro de criterios de evaluación y sobre todo el momento de la evaluación.
Todo este ambiente propicio para aprender Física debe mediarse con un sistema de
comunicación efectiva entre el profesor y el alumno, así mismo, resulta de capital importancia
involucrar, comprometer, “enganchar” al alumno en su propio proceso de aprendizaje. De ahí
la importancia del contexto del alumno, este acercamiento que se propone derivará en conocer
la situación social del alumno y tomar en cuenta esos aspectos para comprender su
desempeño.
Se suman a estas propuestas algunos elementos a considerar como ejes centrales de la
discusión en este libro, uno de ellos es la perspectiva de cultura científica. La cultura científica
de los profesores y estudiantes de Física depende, en gran medida, de que los libros de textos
no solamente contengan los conocimientos básicos de la ciencia en cuestión, sino que también
incluyan aspectos relativos a los riesgos, efectos adversos, usos políticos, dilemas éticos o
influencias económicas de la investigación científica y el desarrollo de la tecnología, así como
la habilidad o capacidad para hacer frente a los objetos tecnológicos de la vida cotidiana. Los
autores señalan puntualmente que el desarrollo de la cultura científica reclama, cada vez en
mayor medida, que se tenga en cuenta familiarizar a los estudiantes con las siguientes
cuestiones: cómo se construye la ciencia y cómo una teoría sustituye a otra, principalmente.
103
Otro elemento fundamental de los autores que se agrega a la tarea de la cultura científica
necesaria y en general a la didáctica de la Física es el Historicismo. El valor del historicismo,
que según el Dr. Contreras Vidal, logra colocar a los físicos y sus realizaciones científicas en
la época en la cual vivieron, en su entorno social, en su vida cotidiana, con sus logros y
vicisitudes, en sus escritos originales y no en los parafraseados por otros, en fin, colocar a la
Física, desde la visión humanística. Enfatiza al afirmar que el alumno debe saber sobre la
Física, debe conocer la línea de tiempo en el desarrollo de la disciplina y cómo se
desencadenaron los descubrimientos, así como saber acerca del contexto y fenómenos en
medio de los cuales se generó el conocimiento.
Adicionalmente, los autores proponen en este libro valorar la utilidad de las representaciones
gráficas del conocimiento con el uso de mapas conceptuales. Los mapas conceptuales
permiten el procesamiento y sistematización de la información, a través de la elaboración de
notas, resúmenes, valoraciones, esquemas, tablas, gráficos y mapas, entre otros. Las redes
neuronales, el rastreo conceptual, arboles conceptuales y proposiciones conceptuales
promueven la significancia del conocimiento en el alumno y permiten que desarrolle elementos
dentro del cognoscitivismo encaminados a la reflexión técnica de saberes y sus aplicaciones.
Así, las ideas centrales de los autores en este libro comprenden las concepciones alternativas,
Teoría de la Omisión, la Humanística y su implicación en el proceso de enseñanza aprendizaje
de las ciencias, ambientes de aprendizaje, competencias, Historicismo y su papel en el proceso
de enseñanza aprendizaje del alumno, la polisemia y monosemia en la construcción de los
conceptos, aprendizaje significativo, mapas conceptuales, cadenas verbales, tareas docentes
con enfoque sociocultural, en teorías implícitas, secuencia de clases, relaciones Ciencia
Tecnología Sociedad, más Innovación, más Ambiente (CTS+I+A), problemas de lápiz papel,
diseño de experimentos, metodología de la superficialidad, cambio conceptual, cambio
actitudinal, cambio procedimental, enfoque cultural, enfoque sociocultural y análisis
epistemológicos, entre otras.
Así, la inquietud que motivó a los autores de este libro fue ¿Qué reflexiones de carácter teórico
práctico, acerca de la didáctica de las ciencias, se deben hacer si se quiere perfeccionar el
proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias en la escuela y en particular el de la Física?
y en el intento de contestarla, consideraron que habría que atender un grupo de necesidades
como las siguientes:
o La necesidad de considerar la didáctica general como ciencia y como modelo teórico
generalizador
o La necesidad de imprimir una orientación cultural a la educación científica
104
o La necesidad de considerar durante el proceso de enseñanza-aprendizaje las
características distintivas de la actividad psíquica humana
o La obligación de reflejar durante el proceso de enseñanza-aprendizaje las
características fundamentales de la actividad investigadora contemporánea.
De esta manera, los autores ponen al alcance del lector un recurso literario más que contribuye
al espacio “DE LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS A LA ENSEÑANZA DE LA FÍSICA UNA
NECESIDAD IMPOSTERGABLE”.
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Sergio Octavio Valle Mijangos ORCID iD: 0000-0003-1677-5292. Doctor en Educación de las
Ciencias, Ingenierías y Tecnologías. Desarrolla la línea de investigación en didáctica de las ciencias
técnicas. Ha publicado artículos científicos y capítulos de libros sobre cómo aprende la gente
ciencias. Es profesor de tiempo completo de la UMMA campus Campeche, México. E-mail:
[email protected].
Jorge Luis Contreras Vidal ORCID iD: 0000-0003-1060-8290. Licenciado en Educación, en Física y
Astronomía. Doctor en Ciencias Pedagógicas. Profesor Titular de la Universidad Central ¨Marta
Abreu¨ de Las Villas. Jefe del Departamento de Ciencias Exactas. Presidente de la Cátedra
Honorífica de las Ciencias. Presidente de la Comisión Nacional de la carrera Física. Ha publicado
artículos en revistas indexadas y ha participado en eventos nacionales e internacionales. Autor de
libros relacionados con la Teoría de la Omisión y el papel del historicismo y la humanística en la
física y su didáctica. E-mail: [email protected].
Héctor Ramón Rivero Pérez ORCID iD: 0000-0002-2093-472X. Licenciado en Física, master en
ciencias pedagógicas. Doctor en Ciencias Pedagógicas en la rama didáctica de la física y en
específico en la solución de problemas físicos. Miembro permanente de la Comisión Nacional de
Carrera en la especialidad de licenciados en educación en la enseñanza de la Física. Profesor titular
del Dpto. de Ciencia Exactas de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, profesor
consultante y jefe de la de la Disciplina Física Básica. Autor de varios textos relacionados con la
didáctica de la Física y la Didáctica de las Ciencias. Ha publicado artículos en revistas de impacto
y ha asistido a eventos internacionales. E-mail: [email protected].
Rosalina Torres Rivera ORCID iD: 0000-0002-4887-6752. Licenciada en Física, máster en ciencias
pedagógicas, doctora en ciencias pedagógicas en la rama didáctica de la Física. Profesora titular
del Dpto. de Ciencia Exactas de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, profesora
consultante y jefe de la Disciplina Física General. Ha publicado artículos en revistas de impacto y
ha asistido a eventos internacionales como ponente relacionados con la didáctica de la Física y la
Didáctica de las Ciencias. Imparte Física General, Didáctica de la Física, Relaciones CTS,
Relaciones interdisciplinarias en las ciencias, entre otras. E-mail: [email protected].
Xenia Pedraza González ORCID iD: 0000-0001-8036-5736. Licenciada en educación, en Física
Electrónica, Máster en Educación Superior, Mención Docencia Universitaria. Profesora
Investigadora del Ecuador, acreditada por la SENESCYT. Ha obtenido la certificación por
competencias laborales que otorga la SETEC, lo que la acredita como capacitadora independiente
del Ecuador. Autora de artículos publicados en revistas indexadas y de libros publicados
relacionados con la Teoría de la Omisión y el papel del historicismo y la humanística en la física y
su didáctica. Se ha desempeñado como docente de la enseñanza superior en universidades de
Cuba y del Ecuador. Actualmente se desempeña como directora académica del Centro de Gestión
Internacional de Capacitación y Posgrado (GESICAP). E-mail: [email protected].
Miguel Ceferino Bermúdez Lucas ORCID iD: 0000-0001-7882-3937. Licenciado en Ciencias de la
Educación especialización Físico - Matemáticas. Ingeniero Eléctrico. Máster en Gerencia de
Proyectos educativos y Sociales. Docente de la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí, Ecuador;
en la Facultad de Ciencias Informáticas; carrera Tecnologías de la Información. E-mail:
[email protected].
Ediciones GESICAP