Aragón, Mª. M.

Bonat, M.

Mateo, J.

Oliva, J. Mª

Aragón Méndez, María del Mar

Oliva, José Mª

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1ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOUN ESTUDIO SOBRE LAS RELACIONES ENTREPENSAMIENTO ANALÓGICO Y MODELOS MENTALESDE LOS ALUMNOS SOBRE LA MATERIAARAGÓN1, Mª. M.; OLIVA2, J. Mª; BONAT3, M. y MATEO4, J.1 IES Drago. Cádiz.2 Centro de Profesorado de Cádiz.3 IES Mar de Cádiz. El Puerto de Santa María (Cádiz).4 IES La Pedrera Blanca. Chiclana de la Frontera (Cádiz).INTRODUCCIÓNLa investigación sobre concepciones y cambio conceptual en los alumnos, ha sufrido un cierto desplaza-miento en los últimos años. Se ha pasado de la idea de cambio como proceso de sustitución radical a tra-vés de estrategias de conflicto cognitivo, a concebirlo como fenómeno evolutivo y gradual en el que elconocimiento inicial del alumno en otros ámbitos y los procesos de metacognición juegan papeles trascen-dentes. En este contexto, se denota un renovado interés por las analogías como objeto de investigacióneducativa, al ser consideradas como un recurso útil en la progresión de los modelos explicativos en undominio dado (procedimientos propios del currículo de ciencias (Dagher; 1994; Oliva, 2004).En esta investigación se analizan las relaciones existentes entre la comprensión de los alumnos sobre lasanalogías trabajadas en clase, a lo largo de una unidad didáctica que adoptaba las analogías como núcleovertebrador sobre el comportamiento de la materia (Oliva et al., 2003), y los modelos mentales desarrolla-dos al final para interpretar fenómenos de ese ámbito.MARCO TEÓRICOEntre los diferentes marcos teóricos existentes a la hora de entender el aprendizaje por analogía nos situa-remos en el que expusimos en una serie de trabajos anteriores (Oliva et al., 2003; Oliva, 2004). Dicho marcose sustenta a su vez, de una parte, en los trabajos sobre modelos mentales y razonamiento analógico pro-cedentes de la psicología cognitiva, pero también, de otra, en la investigación realizada desde la propiadidáctica de las ciencias, particularmente desde el campo de estudio sobre analogías en la enseñanza de lasciencias (Duit, 1991; Galagovsky y Adúriz-Bravo, 2001; Oliva et al., 2003, etc.).Al hablar de analogías, desde el punto de vista escolar, podemos referirnos a dos cosas distintas. De unlado, podemos aludir al estímulo externo que utiliza el libro de texto o el profesor en su discurso, comoparte de la transposición didáctica de los modelos y teorías de la ciencia. Dicho estímulo se puede estruc-turar a partir de la explicación verbal de la analogía, del uso de dibujos e imágenes que sean sugerentes osimplemente mediante algún símil o metáfora. De otro, podríamos pensar en la analogía como fenómenointerno, esto es, como proceso que se activa en la mente del alumno producto de su interacción con el pro-fesor o el libro de texto a lo largo de la clase. Es evidente, que es en este otro contexto en el que hemos desituarnos si queremos comprender los mecanismos del pensamiento analógico, sus virtudes y dificultades.A la hora de trazar una analogía un primer paso sería elegir el análogo o situación de anclaje de referen-2 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOcia. Se supone que el análogo debe ser mejor conocido y más familiar para el alumno, al menos en aque-llas facetas que se pretende representar del blanco. Al evocar la analogía partimos, pues, de un modelomental previo del alumno sobre la situación blanco, un modelo mental sobre la situación análoga y un con-junto de representaciones didácticas externas, producto de la transposición del conocimiento científico enconocimiento escolar.Una parte importante de esas representaciones didácticas de los modelos, se elaboran con objeto de esti-mular el pensamiento analógico en los alumnos, por ejemplo, cuando se utiliza en las clases de ciencias unmodelo molecular de bolas, una maqueta a escala para explicar el Sistema Solar o globos inflados para ilus-trar la forma de distintos orbitales. Usamos esos recursos como estímulos para evocar imágenes y situa-ciones que le son familiares a los alumnos, permitiéndoles desarrollar modelos sobre el fenómeno objetode estudio que de otro modo serían inaccesibles.En este marco, la comprensión que el alumno elabora acerca de un contenido dado depende, de un lado,del uso de analogías adecuadas por parte del texto y del profesor. Pero también, de otro, la interpretaciónque el alumno hace de la analogía proporcionada depende a su vez del modelo mental previo del que ésteparte sobre el contenido objeto de análisis. Dicho modelo proporciona al sujeto un contexto inicial desdeel que dirigir la lectura y dar un sentido determinado a la analogía, entre los muchos posibles, induciéndo-le a fijar su atención en unas relaciones y no en otras a la hora de interpretar la misma. En consecuencia, la construcción de la analogía debe entenderse como una tarea compleja que no se veri-fica de una forma lineal y unidireccional, sino a través de un proceso interactivo entre el objeto y el análo-go. Vista de esta manera, una analogía constituye un recurso que puede ayudar al alumno a desarrollarmodelos mentales próximos a los que presenta la ciencia escolar. Pero, a la vez, un cierto nivel de com-prensión de partida de esos modelos puede ser determinante a la hora de interpretar la analogía plantea-da en el sentido deseado (ver figura 1). FIGURA 1Circularidad en la construcción del modelo y de la analogía.DISEÑO DEL ESTUDIOLas cuestiones centrales que orientaron la investigación fueron las siguientes:1º) Cuál es el grado de comprensión que alcanzaron los alumnos acerca de las analogías empleadas enclase.2º) Qué relación existe entre ese grado de comprensión y el nivel de progresión de los modelos de materiaevocados en los alumnos.Como instrumento de evaluación utilizamos un cuestionario abierto (A) destinado a investigar los mode-los activados por los alumnos durante la interpretación y predicción de fenómenos físicos (estados de lamateria, difusión, etc.). El cuestionario se administró algunas semanas después de completar el tema obje-3ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOto de análisis (Oliva et al., 2003). Junto a este cuestionario se administró otro (B) orientado a evaluar elnivel de comprensión de los alumnas de dos analogías empleadas. Para ello se eligieron dos analogías uti-lizadas en clase. Una de ellas dirigida a visualizar el espacio intermolecular en estado condensado y en ungas, a través de monedas que se colocaban más próximas o separadas, según el caso. La otra a representarel movimiento molecular y su variación con la temperatura, mediante un conjunto de pelotas de tenis situa-das sobre una cama elástica que se agita desde el exterior con más o menos intensidad.La evaluación se llevó a cabo a partir de una muestra de 65 estudiantes de 3º de ESO provenientes de tresgrupos de clase de dos institutos públicos de secundaria de una población rural. RESULTADOSLas respuestas a todos los ítems se evaluaron en una escala de 1 a 5 puntos, de menor o mayor acerca-miento al punto de vista científico. Los resultados descriptivos del cuestionario A no serán aquí objeto deanálisis dado que ya fueron mostrados en un estudio anterior (Oliva et al., 2003). No obstante, si pareceimportante ofrecer unos breves comentarios en torno a los resultados del cuestionario B.De una parte, en la analogía de “las monedas”, aparece una fuerte concentración de frecuencias en el nivelintermedio de la escala y una distribución bastante simétrica en torno al mismo. En conjunto, los datos indi-can un cierto nivel de comprensión de la analogía con un 85% de los alumnos que alcanzan al menos unnivel medio. De otra, en la analogía de “las pelotas de tenis”, la distribución de frecuencias también semuestra bastante simétrica en torno al nivel tres, aunque en este caso los valores aparecen distribuidos deuna forma más homogénea entre los distintos niveles, lo que denota una mayor diversidad en el nivel decomprensión de dicha analogía. En este sentido, si bien la analogía de las monedas se mostró globalmentemas asequible para los alumnos, al menos para llegar a un cierto mínimo, la analogía de las pelotas de tenis,una vez asimilada, llegaba a mostrar niveles de comprensión más profundos en la fracción de alumnoscorrespondientes.Una forma de estudiar de forma estadística la relación entre comprensión de analogías y el nivel de pro-gresión de los modelos mentales evocados es a través de la correlación entre los resultados de las tareas delcuestionario A y del cuestionario B. Antes de ello, estudiamos las correlaciones internas entre ítems de unmismo cuestionario. De una parte, las respuestas de los alumnos al cuestionario A revelan correlacionesaltas y significativas por lo general. De otra, las tareas del cuestionario B también correlacionaban bastan-te bien entre sí, arrojando entre ellas un coeficiente de correlación significativo más allá del valor de?=0,01.La combinación de los distintos ítems del cuestionario A, nos permitió definir una escala global para eva-luar el nivel de construcción de un modelo cinético-molecular próximo al punto de vista científico, la cualtitulamos como “Modelo de materia”. De forma similar, la combinación de los dos ítems del cuestionarioB permitió definir una escala global sobre comprensión de analogías que titulamos “Pensamiento analógi-co”. Ambas escalas arrojaron una correlación de 0,50 (?<0,001). Este dato sugiere una importante interrelaciónentre la comprensión de analogías y el modelo mental de materia sustentando, en consonancia con elmarco teórico adoptado al principio del artículo y con los resultados obtenidos por otros autores en otrosdominios del currículo de ciencias. La figura 2 ilustra la relación entre ambas variables.Puede verse cómo un aumento de la variable “Pensamiento analógico” va acompañado de un aumentotambién de la variable “Modelo de materia”. No obstante, la figura 1 nos dice poco acerca del sentido cau-sal de tal relación. Un análisis de componentes principales, tomando como variables la totalidad de ítemsde ambos cuestionarios, nos permitió realizar un estudio más fino en este sentido. Se observó, en primerlugar, que en cuatro de las seis tareas del cuestionario A (ítems 1, 2, 5 y 6) las respuestas de los alumnos4 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOdependían no sólo del modelo de materia sustentado, sino también del grado de comprensión de las ana-logías planteadas, lo que sugiere hasta qué punto dichos recursos influyeron sobre las respuestas de losalumnos al cuestionario A. Esto podría sugerir que, cuando las analogías empleadas son adecuadamenteinterpretadas por los alumnos, pueden contribuir a que los modelos mentales evocados como respuesta alas tareas que se les plantea, sean más adecuados desde el punto de vista científico.Visto de forma recíproca, desde el lado de las analogías trabajadas en clase, la comprensión de la analogíade “las monedas” no parecía depender del modelo de materia que presentan los alumnos. Por tanto, lavariable espacio intermolecular parece un elemento hasta cierto punto fácil de introducir con esta analo-gía visual, sin que su asimilación dependa posiblemente de los conocimientos previos del alumno sobre elmodelo interno de la materia, otra cosa es llegar a niveles más profundos de comprensión de la misma,aspecto que no parece que haya sido muy posible en nuestro caso como ya se sugiriera antes.Sin embargo, la comprensión de la analogía de “las pelotas de tenis” sí se veía influida significativamentepor el nivel de comprensión del alumno sobre el modelo cinético-molecular. Esto, para nosotros, puedeinterpretarse mediante la incidencia positiva que pudo tener para los alumnos una comprensión tempranade algunos rasgos del modelo de partículas sobre sus interpretaciones personales posteriores sobre de lasanalogías que se trabajaron en clase. Por tanto, la comprensión de dicha analogía exigiría como prerrequi-sito la asimilación anterior de otros elementos más básicos del modelo cinético-molecular. De ahí que sucorrecta interpretación resulte un problema más complejo para aquéllos que no disponen previamente deunos mínimos.CONCLUSIONESDesde el marco teórico adoptado, la correlación entre pensamiento analógico y nivel de progresión delmodelo de materia sustentado ha de interpretarse de forma bidireccional y no en un sentido único causal.De esta forma, ésta es nuestra hipótesis, la comprensión de analogías influyó positivamente en la resolu-ción de tareas en torno al modelo cinético-molecular. Esto podría sugerir que, cuando las analogías emple-adas son adecuadamente interpretadas por los alumnos, pueden contribuir a que los modelos mentalesevocados como respuesta a las tareas que se les plantea, sean más adecuados desde el punto de vista cien-tífico. Pero, de forma recíproca, podemos pensar también en la incidencia positiva que pudo tener para losalumnos una comprensión temprana de algunos rasgos del modelo de partículas sobre sus interpretacionespersonales posteriores sobre las analogías que se trabajaron en clase. FIGURA 25ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 2005. NÚMERO EXTRA. VII CONGRESOEstos resultados sugieren que la analogía no acaba con la impronta que el sujeto adquiere a partir de unaprimera comparación, sino que el primer modelo desarrollado se convierte en una especie de hipótesis detrabajo que puede cambiar y/o evolucionar con el tiempo. A través de posibles regulaciones sucesivas, algu-nos de los rasgos y relaciones sobre los que se ha fijado la atención pueden ir desapareciendo entrando ensu lugar otros nuevos. Debido a esta recursividad del proceso, surge la conveniencia de adoptar más de unaanalogía para propiciar que el modelo mental que se construya sea próximo al modelo deseable desde elpunto de vista de la ciencia escolar. Así mismo, parece aconsejable el uso de la misma analogía a lo largode distintos momentos de la secuencia didáctica, con objeto de mostrar la utilidad de la misma (Duit, 1991;Dagher, 1994).REFERENCIASDAGHER, Z.R. (1994). Does the use of analogies contribute to conceptual change? Science Education, 78(6), 601-614.DUIT, R. (1991). On the role of analogies and metaphors in learning science. Science Education, 75(6), 649-672.GALAGOVSKY, L. y ADÚRIZ-BRAVO, A. (2001). Modelos y analogías en la enseñanza de las Ciencias Naturales.El concepto de modelo didáctico analógico. Enseñanza de las Ciencias, 19(2), 231-242.OLIVA, J.Mª. (2004). El pensamiento analógico desde las teorías sobre el aprendizaje y desde la perspectiva del pro-fesor. Enviado para su publicación.OLIVA, J.Mª; ARAGÓN, Mª.M.; BONAT, M. MATEO, J. (2003). Un estudio sobre el papel de las analogías en laconstrucción del modelo cinético-molecular de la materia. Enseñanza de las Ciencias, 21(3), 429-444.

Un estudio sobre las relaciones entre pensamiento analógico y modelos mentales de los alumnos sobre la materia

http://ddd.uab.cat/pub/edlc/edlc_a2005nEXTRA/edlc_a2005nEXTRAp487estsob.pdf

Un estudio sobre las relaciones entre pensamiento analógico y modelos mentales de los alumnos sobre la materia

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