Teniendo en cuenta ambas perspectivas, así como las nuevas

Teniendo en cuenta ambas perspectivas, así como las nuevas

Teniendo en cuenta ambas perspectivas, así como las nuevas metas de la enseñanza de
las ciencias, desde lo que se ha denominado “alfabetización científica”, Jiménez y
Sanmartí (1997) consideran que la educación debería abarcar cinco tipos de
capacidades: a) el aprendizaje de conceptos y la construcción progresiva de los modelos
de la ciencia; b) el desarrollo de destrezas cognitivas y el razonamiento científico; c) el
desarrollo de destrezas experimentales y de resolución de problemas; d) el desarrollo de
actitudes y valores; y e) la transmisión de una imagen de la ciencia que se corresponda
con las concepciones actuales sobre la misma. Capacidades que coinciden con las
señaladas, entre otros autores, por Hodson (1993) y Pro (2000), y que a nivel curricular
se han agrupado y diferenciado en torno a tres tipos de contenidos: conceptos,
procedimientos y actitudes.
Dada la finalidad de este trabajo, a lo largo de este apartado nos vamos a centrar en
analizar cuál es el significado y la naturaleza de los contenidos procedimentales, cómo
se han clasificado, y qué consideraciones deberíamos tener en cuenta para favorecer su
aprendizaje por parte del alumnado. Posteriormente revisaremos cómo ha incorporado
este tipo de contenidos el currículo correspondiente a la etapa de Educación Secundaria
Obligatoria en la que se ha centrado nuestra investigación.
2.3.1. ¿Qué son los contenidos procedimentales?
La inclusión de los procedimientos como contenidos de enseñanza en la educación
científica se remonta, como ya hemos señalado, a los currículos desarrollados por los
países anglosajones durante las décadas de los años 60 y 70. Entre otros ejemplos
podemos citar el National Curriculum Council de Inglaterra y Gales, el proyecto
Science for all Americans de la AAAS, los programas de la Junior High School de
Alberta, en Canadá, las orientaciones de la UNESCO durante la Conferencia sobre
Educación en Ciencia y Tecnología de París en 1984, o los nuevos enfoques del
currículo como Ciencia-Tecnología-Sociedad (Aikenhead y Ryan, 1992; Gilbert, 1992;
Roberts, 1995).
Como indica Pro (1998b), también la investigación en Didáctica de las Ciencias ha
mostrado su interés por los contenidos procedimentales, bien para analizar las
exigencias que conlleva incorporarlos al aula, la opinión del profesorado sobre los
mismos, su carácter innovador..., o para proponer nuevos enfoques en la utilización de
los trabajos prácticos y la resolución de problemas.
Aunque no existe una definición única de los contenidos procedimentales, de las
aportaciones realizadas por diversos autores pertenecientes al ámbito de la Didáctica de
las Ciencias sobre sus características y su papel en la educación científica (Harlen,
1989; Lawson, 1994; Sevilla, 1994; Del Carmen, 1995; Duschl, 1997; Jiménez y
Sanmartí, 1997; Pozo y Gómez Crespo, 1998; Pro, 1998b; Izquierdo et al. 1999)
podemos deducir un denominador común: los contenidos procedimentales son las
habilidades, destrezas y estrategias, cognitivas, manipulativas, comunicativas y de
investigación, de mayor o menor complejidad, que los alumnos deben utilizar para
construir el conocimiento o dar solución a un problema. O, como se puede leer en el
Proyecto PISA (2003), “las acciones mentales (y a veces físicas) empleadas en la
concepción, obtención y uso de las pruebas o datos para obtener conocimiento o
comprensión”.
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No obstante, hay que señalar que los procedimientos en la educación científica no se
limitan a aquellos aprendizajes relacionados con la metodología de la investigación o
los procesos de la ciencia, sino que, como indica Monereo (1995), desde el punto de
vista psicopedagógico abarcan otros ámbitos: tienen una función comunicativa y
expresiva (escribir texto, comunicar oralmente las propias ideas...), una función
cognitiva (que facilita el procesamiento mental de la información, como son las técnicas
de memorización, de organización de datos...), una función metacognitiva (para indagar
sobre la propia manera de aprender y pensar) y una función pragmática (para solucionar
conflictos o problemas).
Para clarificar el significado de los contenidos procedimentales es necesario hacer una
serie de consideraciones:
a) Los contenidos procedimentales no deben confundirse con los procesos de la
ciencia (Wellington, 1989). Aunque existe una evidente relación entre ambos
aspectos, ya hemos señalado que los procesos de la ciencia se corresponden con
los pasos, fases o etapas que utilizan los científicos cuando hacen ciencia, y con
las habilidades o capacidades de diverso tipo (manuales, cognitivas,
comunicativas...) que aplican. En todo caso, de acuerdo con Jiménez (1992),
Izquierdo et al (1999) y Pro (2000), el alumno no hace de “científico”, no
construye conocimientos científicos nuevos, sino que hace de “científico escolar”
reconstruyendo algunos de esos conocimientos en el aula. Según este último
autor, el origen de algunos de los problemas que se producen en las clases de
ciencias en Educación Secundaria se encuentra en ignorar estas consideraciones
y sus implicaciones en el proceso de enseñanza y aprendizaje.
b) Los contenidos procedimentales no se deben confundir con las actividades de
enseñanza que se proponen a los alumnos (Coll y Valls, 1992; Pro, 1995, 1998b),
tampoco con una determinada metodología de enseñanza (García et al., 1992).
Son un tipo de contenidos que hay que aprender y que requiere que el profesor
planifique su enseñanza, lo cual incluye el diseño de actividades orientadas
específicamente a que los alumnos aprendan a “hacer ciencia”.
c) No es cierto, como consideran algunos profesores, que los contenidos
procedimentales sólo aparecen en las actividades de laboratorio (Pro, 1998b).
Hay que considerar que cualquier tipo de actividad puede desarrollarlos, aunque
algunas, como los trabajos prácticos, que permiten una mayor presencia de estos
contenidos, junto con los conceptuales y actitudinales.
d) La separación de los contenidos en tres tipos (conceptos, procedimientos y
actitudes) es de naturaleza pedagógica, para propiciar que el profesorado analice
las características de cada uno de ellos y el mejor modo de incorporarlos al
proceso de enseñanza y aprendizaje. Pero la ciencia forma un cuerpo
cohesionado de conocimientos y, por tanto, es más integrada que sumativa, en la
que los conceptos están relacionados entre sí y, a su vez, son consustanciales con
sus métodos de trabajo y con sus implicaciones sociales. Como señala Pro
(1995), no existe una ciencia conceptual, una ciencia procedimental y una
ciencia actitudinal.
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La larga tradición de una enseñanza de las ciencias centrada en la estructura conceptual
de cada la disciplina, ha dificultado y dificulta la incorporación de los contenidos
procedimentales por parte del profesorado y, en consecuencia, su apropiación por parte
del alumnado.
Además de entender su significado y su naturaleza, es muy importante clarificar la
diversidad de procedimientos que podemos trabajar en la educación científica, así como
los criterios que deberíamos tener en cuenta para secuenciarlos a lo largo de la
Educación Secundaria Obligatoria.
2.3.2. Clasificación de los procedimientos. Criterios para secuenciarlos
Al no existir un marco teórico unificado sobre la naturaleza de los procedimientos como
contenidos de enseñanza, es lógico que se hayan elaborado clasificaciones que, aunque
en la mayoría de los casos presentan características comunes, difieren en el listado que
proponen cada uno de ellos, así como en los criterios utilizados para llevar a cabo cada
clasificación (Del Carmen, 1996).
Una de las primeras clasificaciones realizadas en el ámbito de la Didáctica de las
Ciencias, es la propuesta por la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia
(Science-A Process Approach, 1970), que incluye exclusivamente los procedimientos
más directamente vinculados a los procesos de la ciencia, agrupándolos en dos
categorías de diferente complejidad: procesos básicos (observación, relaciones
espacio/tiempo, cuantificación, medición, clasificación, comunicación, predicción,
inferencia) y procesos integrados (interpretación de datos, emisión de hipótesis, control
de variables, definición operacional, diseño experimental). Esta clasificación tuvo una
amplia difusión en los modelos de aprendizaje por descubrimiento, que como ya hemos
indicado fueron criticados, entre otras razones, por la visión inductivista y empirista de
la ciencia que transmiten.
También se han clasificado en función del enfoque dado a las actividades de enseñanza.
Así, se han estructurado en torno a los trabajos prácticos, aunque con planteamientos
antagónicos (empírico-inductivista, como la realizada por Lock, 1992; o hipotéticodeductiva, como la propuesta por Tamir y García, 1992); otros criterios se han
relacionado con las habilidades necesarias para adquirir el conocimiento y para abordar
la investigación científica (Hodson, 1992); desde la perspectiva de la resolución de
problemas (como la clasificación de Kischener et al., 1993), o basadas en las destrezas
necesarias para el desarrollo de los esquemas operatorios que, según Piaget, caracterizan
el pensamiento formal (Lawson, 1994).
Finalmente, y desde una orientación psicopedagógica, Pozo y Postigo (1994) y Monereo
(1995) agrupan los procedimientos en cinco categorías: a) adquisición de la
información, b) interpretación de la información, c) análisis de la información y
realización de inferencias, d) comprensión y organización conceptual de la información,
y e) comunicación de la información.
En un intento de integrar las clasificaciones más claramente orientadas a los
planteamientos epistemológicos, psicológicos y didácticos actuales, Pro (1998b),
propone organizar los procedimientos en tres categorías: habilidades de investigación,
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destrezas manuales, y habilidades, destrezas y técnicas relacionadas con la
comunicación (tabla 2.1.).
A.9. Transformación e interpretación de datos
Organización de datos (cuadros, tablas...)
Representación de datos (gráficas), extrapolación
A.1. Identificación de problemas
datos
Conocimiento del motivo del problema
Interpretación de observaciones, datos, medidas...
Identificación de variables, obtención de datos,
A.10. Análisis de datos
contexto...
Formulación de tendencias o relaciones cualitativas
Identificación de partes del problema
Realización de cálculos matemáticos y ejercicios
Planteamiento de cuestiones
numéricos
A.2. Predicciones e hipótesis
Identificación de posibles fuentes de error
Establecimiento de conjeturas contrastables
Deducción de predicciones a partir de experiencias, A. 11. Utilización de modelos
Uso de modelos analógicos a escala
resultados...
Uso de fórmulas químicas, de modelos matemáticos
Emisión de hipótesis a partir de un marco teórico
y teóricos
A.3. Relaciones entre variables
A.12. Elaboración de conclusiones
Identificación de variables
Establecimiento de relaciones de dependencia entre Inferencias inmediatas a partir de los datos o del
proceso
variables
Establecimiento de procesos de control y exclusión Establecimiento de conclusiones, resultados o
generalizaciones
de variables
Juicio crítico de resultados y del proceso de
A.4. Diseños experimentales
Selección de pruebas adecuadas para contrastar una obtención
afirmación
Establecimiento de una estrategia de resolución de B. Destrezas manuales
B.1. Manejo de material y realización de montajes
un problema
Manipulación del material, respetando normas de
A.5. Observación
seguridad
Descripción de observaciones y situaciones
Manipulación correcta de los aparatos de medida
Representación esquemática de una observación,
Realización de montajes previamente
hecho...
especificados
Identificación de propiedades, características...
B.2.Construcción de aparatos, máquinas,
Registro cualitativo de datos
simulaciones...
A.6. Medición
Registro cuantitativo de datos
C. Comunicación
Selección de instrumentos de medida adecuados
C.1. Análisis de material escrito o audiovisual
Estimación de medidas “sin medir”
Identificación y reconocimiento de ideas
Estimación de la precisión de un instrumento
Inferencia próxima a partir de la información
A.7. Clasificación y seriación
Establecimiento de implicaciones y consecuencias
Utilización de criterios de clasificación
C.2. Utilización de diversas fuentes
Diseño y aplicación de claves de categorización
Búsqueda de datos e información en diversas
propias
fuentes
Realización de series a partir de características o
Identificación de ideas comunes, diferentes,
propiedades
complementarias...
A.8. Técnicas de investigación
C.3. Elaboración de materiales
Utilización de técnicas elementales para el trabajo
Informe descriptivo sobre experiencias y procesos
de laboratorio
Utilización de estrategias básicas para la resolución vividos
Informe estructurado a partir de un guión de
de problemas
preguntas
Informe abierto o ensayo
A. Habilidades de investigación
Tabla 2.1. Clasificación de los contenidos procedimentales (Pro, 1998)
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Desde nuestro punto de vista, esta última clasificación responde a los fundamentos que
orientan este trabajo, ya que recoge tanto los procedimientos relacionados con la
metodología de la investigación desde una perspectiva actual de la ciencia, como otros
que, sin ser específicos de la actividad científica, están directamente vinculados al
aprendizaje desde planteamientos constructivistas, son consecuentes con las nuevas
orientaciones de la educación científica en los niveles de enseñanza obligatoria y
responden a las exigencias de la sociedad de la información y del conocimiento. En
consecuencia, ésta será la clasificación que tomaremos como referencia para nuestro
estudio en relación con los contenidos que propone el currículo de la ESO, para
investigar los aprendizajes que han desarrollado los estudiantes, en el análisis de los
libros de texto y para conocer cómo los tienen en cuenta los profesores de ciencias.
Ahora bien, para poder llevar a cabo esta delimitación, es preciso tener en cuenta
algunos criterios que nos informen de su grado de dificultad y/o complejidad, del orden
lógico con el que deberían estudiarse, o de las relaciones intrínsecas entre algunos de
ellos. Aunque no son muchas las investigaciones o propuestas en este sentido, podemos
diferenciar dos tipos de análisis: uno relacionado con la naturaleza del procedimiento, y
otro en el que se tienen en cuenta factores más directamente relacionados con su
enseñanza y aprendizaje.
En la primera perspectiva se sitúan estudios como los realizados por Del Carmen
(1995), Monereo (1995) o Pozo y Gómez Crespo (1998), al considerar la naturaleza
técnica o estratégica del procedimiento. Se habla de técnicas para referirse a aquellos
procedimientos con menor demanda cognitiva y que tienen un marcado carácter
algorítmico ya que implican una serie de pasos fijados de antemano, como el uso de
material de laboratorio o de campo, y el empleo de recursos bibliográficos. Según Del
Carmen (1995), su mayor o menor complejidad depende básicamente del número de
pasos implicados en el procedimiento, de la dificultad de los mismos, de las opciones
que deban tomarse en su aplicación y de la sofisticación de los instrumentos utilizados.
En el extremo opuesto estarían las estrategias, procedimientos más globales, con una
demanda cognitiva más alta, que difícilmente responden a una serie de pasos
establecidos, y que responden a decisiones y propuestas de planificación a desarrollar en
el marco de una investigación global.
El carácter técnico o estratégico de un procedimiento dependerá también de la práctica
previa y de la autonomía de quien lo aplica. El manejo del microscopio puede ser una
técnica para un estudiante al que se le proporcionan las instrucciones a seguir, o para el
que con la práctica repetida ha interiorizado los pasos que debe dar; pero se convertirá
en una estrategia, en un verdadero problema a resolver, para el estudiante que sin previa
experiencia y sin instrucciones intente obtener resultados positivos. En este caso, según
Pozo y Gómez Crespo (1998), más allá de la ejecución de unas técnicas, se requieren
recursos cognitivos que permitan: a) la selección y planificación de los procedimientos
más eficaces en cada caso; b) el control de su ejecución o puesta en marcha, y c) la
evaluación del éxito o fracaso tras la acción de la estrategia.
Desde una perspectiva más relacionada con la enseñanza de las ciencias, Pro (1997,
1998b) sugiere que para secuenciar los contenidos procedimentales se tengan en cuenta
tres factores: en qué consiste el contenido procedimental, en qué contexto va a ser
utilizado y qué prerrequisitos tiene su aprendizaje.
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El primer factor hace referencia a los procesos asociados a cada procedimiento, es decir,
las operaciones cognitivas o de otro tipo necesarias para su ejecución. Por ejemplo,
cualquier proceso de observación pasa, en primer lugar, por la capacidad de describir lo
que se observa (verbalmente, dibujando, mediante una representación...), pero
posteriormente por las fases de situación (descripción abierta de un sistema),
identificación (localización de objetos que tengan o no una cualidad determinada),
regularidad (localización de objetos que tengan cualidades o atributos comunes),
discriminación (localización de objetos que tengan cualidades o atributos diferentes) o
el uso adecuado de instrumentos.
El segundo factor es complementario al anterior, pues las características de un
determinado procedimiento pueden variar en función del contexto de su aplicación. Así,
la observación dependerá de si tenemos aislado el objeto o no, del campo de
visualización del observador, de la necesidad de utilizar o no algún instrumento, etc.
Todo ello determinará que el procedimiento sea más simple o más complejo.
Por último, aunque quizás sea el primer criterio a tener en cuenta, es fundamental
conocer las exigencias cognitivas que se precisan para aprender en relación con un
determinado procedimiento y para secuenciarlo de una forma lógica. En ese sentido, las
taxonomías propuestas por Shayer y Adey (1984) pueden resultar de gran utilidad para
que el profesor seleccione los contenidos a enseñar en función de las dificultades que
plantea su aprendizaje y de la edad del alumnado al que se propone.
A partir de estos criterios, Pro (1995, 1997, 1998b) ha realizado diversas propuestas
sobre la secuencia de procedimientos y ha analizado el currículo de Ciencias Naturales
para la Educación Secundaria Obligatoria, contribuciones que constituirán una
referencia fundamental de este trabajo de investigación a la hora de analizar los
aprendizajes de los estudiantes y las actividades de los libros de texto.
2.4. LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE LOS CONTENIDOS
PROCEDIMENTALES DESDE LA DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS
Caracterizar las actividades y recursos que habitualmente se utilizan para la enseñanza y
aprendizaje de las ciencias es una tarea compleja, dada la gran cantidad de variables que
intervienen en las decisiones que tomamos los profesores para seleccionarlas. Entre
ellas, quizás la más importante sea el modelo didáctico en el que nos basamos. Desde un
planteamiento de enseñanza por transmisión, dichas actividades y recursos (exposición
verbal del profesor, preguntas a los alumnos, actividades rutinarias del libro de texto...),
son mucho más limitadas que las que se emplean cuando ésta se enfoca desde
planteamientos constructivistas (ya hemos dicho que desde esta perspectiva se concibe
el currículo como un programa de actividades)
Organizar la enseñanza en torno al programa-guía de actividades (Gil y Martínez 1987a;
Sánchez y Valcárcel, 1993) supone pasar de identificar cada Unidad Didáctica con el
libro de texto en el cual se desarrollan los contenidos conceptuales, a un aprendizaje
basado en un conjunto bien planificado y secuenciado de actividades de diverso tipo
(resolución de problemas, interpretación de un hecho científico, realización de
experimentos, explicaciones puntuales del profesor, debates, puestas en común...), que,
como señala (Sanmartí, 2000) y resumimos en el esquema de la figura 2.2, posibilitan
el flujo de interacciones entre el alumnado, y entre el alumnado y el profesorado.
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