IDEAS PREVIAS.Presentación La investigación en enseñanza de la ciencia ha hecho notar lo importante que es conocer las concepciones de los alumnos y, a su vez, ha identificado un número considerable de ideas previas * que muestran la gran diversidad de representaciones que los alumnos tienen en torno a los procesos naturales y a los conceptos que los describen y explican. También se ha evidenciado lo complejo que es transformar estas ideas o concepciones. Conocer las ideas previas de los estudiantes se ha convertido en un elemento importante para el desarrollo de programas educativos y textos, así como para los profesores quienes, a partir de ese conocimiento, elaboran sus estrategias de enseñanza y dan cuenta del progreso conceptual de sus alumnos. El conocimiento de las ideas previas también es importante para los investigadores quienes, al analizar las representaciones de los estudiantes, proponen formas de interpretarlas y transformarlas. Por lo anterior es necesario dar cuenta de lo que se ha investigado y falta por investigar. A pesar de lo relevante que es para los profesores conocer las ideas previas, la mayoría de ellos no tiene acceso a las revistas especializadas donde se describe este tipo de investigaciones o bien, no las utilizan por estar en un idioma distinto al suyo. Esta consideración, de igual manera es aplicable a estudiantes que se encuentran en vías de ser profesores o de quienes llevan cursos de actualización en enseñanza de la ciencia. Atendiendo a esta necesidad y también para dar cuenta, lo más completo posible, de las ideas previas que se han investigado y que se encuentran reportadas en las principales revistas internacionales y de habla hispana, se elaboró este proyecto 1 cuyosprincipales objetivos son: • Poner al alcance de los profesores de ciencias de diversos niveles educativos una base de datos de las ideas previas de los estudiantes en las disciplinas: Biología, Física y Química. Dar cuenta de la diversidad de ideas previas de los alumnos, profesores y libros de texto, en los temas donde éstas se han analizado, en la investigación educativa. Proporcionar un análisis de las ideas previas que permita a los profesores ubicar posibles problemas conceptuales y de representación en los diversos temas que se abordan en la enseñanza de la ciencia. Mostrar algunas estrategias de enseñanza exitosas que buscan el cambio conceptual, con base en las ideas previas. • • • Introducción Las ideas previas han sido un suceso importante en el desarrollo de la enseñanza de la ciencia, por varias razones. En primer, lugar porque han proporcionado conocimiento acerca de las concepciones con las que los estudiantes enfrentan el aprendizaje de los conocimientos científicos en la escuela; en segundo, porque han puesto de manifiesto que dicho aprendizaje lleva implícito un problema de construcción y transformación conceptual y, en tercer lugar, porque han colocado al sujeto que aprende en el eje del proceso enseñanza-aprendizaje, es decir, en torno al cual, buena parte de la investigación y el desarrollo educativo actual lo toman como elemento central. Así, el reconocimiento del papel activo que las concepciones de los estudiantes tienen en el aprendizaje de los conceptos científicos ha influido, de manera significativa, en el replanteamiento y la comprensión de problemas de diversa índole -conceptual, didáctica, curricular, de evaluación, de formación docente, de género, etc.- que se presentan en el aprendizaje y la enseñanza de las ciencias. En la actualidad. principalmente en la edición para el profesor. tanto para la planeación de actividades como en el desarrollo de estrategias de aprendizaje y de evaluación (Akker. Flores y Gallegos. es principalmente. Flores. han despertado el interés por analizar las correspondencias entre la historia de la ciencia y las concepciones de los estudiantes (Brush. elaboración de textos y algunos materiales educativos -como programas de cómputo. Fensham. Pozo. Hierrezuelo y Montero (1991). la conveniencia de que los profesores tomen en cuenta las ideas previas de los estudiantes como punto referencial. 1981) y de Inhelder y Piaget (1972) en torno a la construcción de nociones como las de tiempo. R. la mayoría de los profesores no conoce y no tiene acceso a la gran cantidad de ideas previas que a estas fechas se han investigado y. así como para el estudio de diferencias transculturales (Duit. Viennot (1979) y McDermott (1984). Wandersee. de diversos enfoques en torno a las metodologías para abordar el problema de la enseñanza de la ciencia (Erickson. sobre todo. con investigaciones como las de Driver y Esley (1978). gran cantidad de investigaciones. sobre todo los determinados para la enseñanza básica y media superior. 1985. presentan. 1994. 1989. con sus análisis en estudiantes de los niveles básico y superior. También han constituido un factor importante para la construcción de modelos representacionales. Driver. reseñas y listados de las ideas previas significativas. Otro aspecto relevante en el que han incidido en la educación en ciencias las ideas previas de los estudiantes es la transformación de las clases de ciencias. A partir de entonces. mismas que no corresponden a las expectativas de los profesores. entre otras. averigüen las ideas previas de sus alumnos y. Squires. en función de su interpretación. como apuntan Driver y Esley (1978). en diversos casos carece de confiabilidad debido a que no se cuenta con los procedimientos y cuidados metodológicos que las investigaciones requieren. 1994) y.Es difícil determinar cuándo surgen las ideas previas en la investigación en enseñanza de la ciencia. aunque esta acción es sin duda importante y necesaria. que.) (1985). 1984. Sin duda deben señalarse las investigaciones pioneras de Piaget (1975. Algunos ejemplos son: Driver. en su clase. van der 1998. La difusión que han tenido estas ideas ha llegado a un buen número de profesores. Tiberghien. 2000). Richards. 1996. Limón y Sanz (1991). Whiteleggs. 1999). Gómez. 1992). las ideas previas han sugerido nuevos enfoques en torno al aprendizaje como el cambio conceptual (Strike y Posner. a fijar la atención en la importancia que tiene conocer las concepciones que los estudiantes elaboran en relación con las nociones y procesos científicos. fuerza. En el campo de la investigación. 2000). Por su parte. y Tiberghien. Fensham. Mintzes & Novak (1994). Por lo anterior. Gallegos.Robinson (1994).. diversos desarrollos curriculares presentan. que si bien son interpretadas bajo el esquema de operaciones e invariantes. la investigación sobre las ideas previas ha sido abundante. 1998. 1985. 1998). constituyen un primer reconocimiento de las representaciones o concepciones de los sujetos ante fenómenos específicos. Guesne. Sin embargo. 1990. Chi. E. movimiento. También puede notarse cómo varios textos. entre sus fundamentos y consideraciones. contribuyeron de forma definitiva. Una clara muestra de este crecimiento se encuentra en la amplia y útil colección bibliográfica elaborada por Pfund y Duit (1998). Algunos educadores han promovido que los profesores. básicamente a través de libros que presentan estudios que las ejemplifican y resumen. etcétera. . tanto de corte cognoscitivo como epistemológico (Carey. Gusntone & White (1994). 1989) y de género (Watts y Bentley. Rushworth & Wood . peso. Además. el trabajo de Piaget dio origen a diversos enfoques para la investigación en el aprendizaje de la ciencia. desarrollos curriculares. no sólo en el campo de la Física sino también de la Química y la Biología. A. Sin embargo. (Eds. consideramos de utilidad este trabajo cuya principal finalidad es proporcionar una fuente de información confiable y de fácil acceso que contribuya a que los profesores cuenten con un conjunto amplio de ideas previas que les ayuden en su labor docente. Matthews. no tienen elementos que les permitan saber cómo tomarlas en cuenta.se llevan a cabo considerando las ideas previas de los estudiantes de los niveles escolares a los que está destinado dicho trabajo. y dentro de esta misma línea. B) La nominación "concepción alternativa" entendida como una idea alterna a la sostenida por la ciencia. Novak y Mintzes. porque no implica una denominación en sentido negativo. aplicables sólo a ciertos fenómenos. esto es. las concepciones científicas correspondientes son más generales. Así. es decir. considerándolo el más adecuado porque involucra una visión "ideográfica". bien porque esa interpretación es necesaria para la vida cotidiana o . "preconceptos". abarcan clases de fenómenos. mientras que. considerarlas como un error de comprensión o un conocimiento incompleto. es necesario fijar una posición en torno al término que se utilizará para denominarlas. Las distintas denominaciones Al analizar las concepciones que tienen los sujetos en torno a los conceptos científicos. sin duda. un término que no denote esta dualidad. que se refiere a una concepción que no ha sido transformada por la acción escolar y porque es un término fácilmente identificable por los profesores. 1994. interpretar un proceso o fenómeno y que cuenta. El uso e interpretación del término "concepciones alternativas" ha sido ampliamente adoptado y ha ido desplazando a otros términos como "errores conceptuales". Por ejemplo. no resulta ser precisa porque las concepciones de los estudiantes pueden considerarse alternativas en un contexto restringido. es decir. Wandersee. esto es. se les denomina a esas concepciones (Cubero. "teorías implícitas" y "teorías en acción". denotación que está implícita en el término "error conceptual" (misconception). por citar los más comunes. con este término. la nominación "concepción alternativa" debe considerarse de forma limitada A pesar de lo expuesto enfatizamos que el término "concepción alternativa" es también adecuado y que fundamentalmente estamos de acuerdo en lo que intenta expresar Las ideas previas: Características y orígenes Las ideas previas son construcciones que los sujetos elaboran para dar respuesta a su necesidad de interpretar fenómenos naturales. propuesto por Driver y Esley (1987). principalmente porque no denota una visión peyorativa del complejo proceso conceptual que implica construir nociones o concepciones. Esto no es lo que usualmente ocurre por lo que. resulta más adecuado. al menos. A) La nominación "concepción alternativa" implica la existencia de una idea que le permite a un sujeto. Jiménez. con otra idea alterna entre las que elige conscientemente la que considera la mejor explicación. " concepciones espontáneas". Solano y Marín. Esta precisión se debe a la diversidad de términos con los que. en general. una manera adecuada de nombrar las concepciones de los estudiantes. sin embargo. 1994. se trata de disminuir ciertas ambigüedades que pueden presentarse con el de "concepciones alternativas" las cuales se describen a continuación.Otro aspecto importante de esta colección de ideas previas es que permite identificar lo temas que aún requieren ser investigados con lo que se espera contribuir al campo de la investigación. Wandersee. Novak y Mintzes (1994) se adhieren al término "concepciones alternativas". por un lado. obedecen a las posiciones que los investigadores tienen en torno a la construcción del conocimiento y a su valoración del conocimiento científico y del aprendizaje. Además. que con este término se toman en cuenta las ideas de los alumnos como concepciones personales que tienen significado y utilidad para interpretar cierta fenomenología y. actualmente. en este trabajo preferimos denominar "ideas previas" a las concepciones de los estudiantes por ser un término que indica. El término "concepciones alternativas" es. En torno a este tema se han llevado a cabo diversos análisis y se han hecho varias propuestas para intentar acordar un sólo término. 1994) y que. permiten determinar algunos factores que contribuyen a comprender el origen de las ideas previas. Es importante mencionar que aunado al problema de nomenclatura. como toda conceptualización que permita explicar o predecir un suceso. Finalmente cabe apuntar que las ideas previas. Sin embargo. Esta forma de interpretación está en función de experiencias fenoménicas. de la inteligibilidad de las explicaciones de otros. para su transformación de un proceso complejo. de la suficiencia de la concepción elaborada por el sujeto para fines específicos como explicaciones y predicciones y. descripciones y predicciones. Si.-. Uno de esos factores es la necesidad que tienen los sujetos de contar con una forma de interpretación que les permita tener una visión. extrapola sus representaciones. 1989) y a la construcción de esquemas relacionales. fue considerarlas como una especie de mini-teorías. cómo se genera el conocimiento en los sujetos. de la fenomenología más inmediata. en las investigaciones sobre ideas previas. desde luego. se encuentra uno más importante: ¿cómo considerar a las ideas previas? Una de las interpretaciones más frecuentes que surgió al principio de la investigación sobre ideas previas. Por otro lado. la construcción de las ideas previas se encuentra relacionada con la interpretación de fenómenos naturales y conceptos científicos para brindar explicaciones. esto no da cuenta. si bien no son una explicación del proceso cognitivo que implica la construcción de las concepciones de los sujetos. es el mecanismo de validación que los sujetos utilizan comúnmente y que. al menos parcialmente coherente.de esa interpretación. como se reconoce. dependencia del contexto . la aceptación y mínima comprensión de otras posibles explicaciones (Strike y Posner. de los eventos naturales con los que están cotidianamente en contacto. a su vez. consiste en la contrastación simple o directa y el acuerdo entre pares -otros estudiantes o personas comunes-. Así. en general. de cómo construye el sujeto esas ideas previas. por el contrario. sin embargo. Esto lleva a considerar que el contexto es otro factor importante en la construcción de las ideas de los estudiantes. esto es. tener en cuenta que dicha transformación requiere de pasar por diversos niveles o etapas. 1985) y.a los que conoce. la construcción de las ideas previas está asociada a explicaciones causales (Pozo. explicación que está ligada a poder explicar. Otro factor que contribuye a explicar el origen de las ideas previas. entre pares o por cierta circunstancia específica no cotidiana -por ejemplo. debido a que investigaciones más recientes han mostrado su diversidad. cada vez más. También es importante mencionar el límite de aplicación de las construcciones de los sujetos. insatisfacción de las explicaciones o predicciones.porque es requerida para mostrar cierta capacidad de comprensión que es solicitada a un sujeto por otro -como un profesor-. considera que cierto tipo de fenómenos no son semejantes -aunque sí lo sean. la solución de un problema práctico-. si la persona considera que otros fenómenos son de alguna manera semejantes -aunque no lo sean. requiere. esto es. El problema de su interpretación. de la capacidad de comunicación -acuerdo entre pares.lleva a cabo otra interpretación y construye ideas previas distintas. las representaciones elaboradas corresponden a unos cuantos fenómenos comunes. donde deben cumplirse diversas condiciones como el reconocimiento de anomalías. Desde un punto de vista epistemológico pueden apuntarse algunas consideraciones que. Esta manera de interpretar el significado de las ideas previas ha ido perdiendo adeptos. 1993. como se ha apuntado. más cuestionada por lo que se han desarrollado diversas posiciones al respecto. La caracterización que se ha hecho de las ideas previas permite. Las ideas previas han sido investigadas de manera abundante aunque. Más recientemente. es decir. 2000). desde luego. Ideas previas y cambio conceptual Una de las principales consecuencias de la investigación sobre ideas previas es. 1995. seguida de la Biología y la Química. la categoría de sustancia (Reiner. Smith. diSessa & Roschelle. que propuso. aproximación que procede de la corriente fenomenográfica (Dall'Alba & Hasselgren. que pueden pasar por distintos niveles jerárquicos de manera que son subsumidas y reorganizadas en procesos de estructuración conceptual. en especial. 1995 y Flores y Gallegos 1998). Por ejemplo. Slotta. Como puede verse de la bibliografía organizada por Pfund & Duit (1998) la disciplina que mayor atención ha recibido es la Física. En otro ejemplo. 1993. Flores y Gallegos (1998) han propuesto que las ideas previas pueden clasificarse en constrictoras y fenomenológicas. de los primitivos fenomenológicos. aspectos que se ven plasmados en cuestionarios y entrevistas. sean observados directamente por los sujetos o procedentes de la descripción que hacen otros. 2000) y diversos factores culturales (Thijs & Van Den Berg. También hay quienes no les dan mas que un valor temporal y circunstancial. la caracterización mostrada de las ideas previas permite ubicarlas como elementos esenciales en la comprensión de los problemas que presenta el aprendizaje de los conceptos científicos. teniendo el papel de reguladoras de la interpretación física las primeras y de establecimiento de condiciones iniciales y reglas de relación. las ideas previas no cumplen todas con la misma función en cuanto a la representación e interpretación de los fenómenos naturales y conceptos científicos. Esta abundante investigación ha permitido el conocimiento de las características generales que tienen las ideas previas. Chi & Resnick. se interpretan como elementos pertenecientes a una red conceptual donde tienen una función ubicua. se estableció la necesidad de modificar estas ideas como medio para lograr un mejor aprendizaje de los conceptos científicos. Por ejemplo. Las ideas previas constituyen un elemento central en la elaboración de representaciones de los fenómenos. la categorización de Chi (1992) hace notar que las ideas previas están relacionadas con las categorías ontológicas que define y. Como podrá notarse. Glynn & Duit. cada vez. no se puede decir lo mismo del conocimiento que se tiene de cómo se generan. diSessa (1993) muestra una organización jerárquica. resaltar su universalidad.(Flores y Gallegos. Una conclusión de estas aportaciones es que. ante todo. pero. Por otro lado. como meta educativa. así como la influencia del contexto y formas de cuestionamiento con las que se lleva a cabo su averiguación. si bien ésta puede quedar matizada por la manera en la que el lenguaje es utilizado. las segundas. 2000). 1999. es decir. Más recientemente. Esta posición de considerar a las ideas previas como concepciones independientes es. El reconocimiento de la . Erickson. muchos de los cuales son identificables con las ideas previas. las ideas previas son analizadas en término de su función dentro de modelos representacionales (diSessa. también podrá notarse que esta caracterización no presenta distinción ni organización alguna entre las ideas previas. 2000) o que obedecen a malas interpretaciones del lenguaje (Clerk y Rutherford. Taber. 1996). su transformación. dependiente del desarrollo evolutivo del sujeto. no se han cubierto todos los temas y conceptos que contemplan los programas de ciencias desde los niveles básicos hasta los superiores. están inspirados por la propuesta de las revoluciones científicas de Kuhn (1970) y de los programas de investigación de Lakatos (1970). Driver & Emberton (1994) indica algunas de estas prescripciones que. es un proceso lento y gradual.necesidad de lograr esas transformaciones o cambios conceptuales en los estudiantes. si se trata de relaciones causales o funcionales. entre otros. . Dykstra. se debe considerar que: • Desde una perspectiva constructivista no existe un solo método o camino instruccional para enseñar un tópico científico particular. la transformación de una idea previa con independencia de otras. Es importante tener en cuenta que la transformación de las ideas previas no es un proceso abrupto. si bien con importantes transformaciones conceptuales. como el caso de Carey (1985). y se pueden establecer relaciones jerárquicas entre ellas. que la contraposición de explicaciones ante los estudiantes y su supuesto conflicto cognoscitivo no se daba o era un proceso insuficiente para lograr su transformación. En torno al problema del cambio conceptual se han elaborado diversas aproximaciones que han llevado a desarrollar diferentes enfoques teóricos. por lo general. En ellas se apunta que en torno a las ideas previas. Las propuestas generadas son. . sus posibilidades de transformación. a la caracterización de modelos mentales o modelos cognoscitivos que los investigadores construyen para interpretar la forma de elaboración de las representaciones de los estudiantes y. el trabajo de Scott. Bliss & Ogborn (1994). Por ejemplo. presentan un enfoque epistemológico centrado en el cambio de concepción y. tales son los casos de los trabajos de Ogborn (1985). También es necesario reconocer que las posibles transformaciones de las ideas previas no ocurren de manera aislada. 1992) y Chi (1992). ni muchas pertenecen a una temática. Desde la psicología cognitiva también se han tenido aportaciones significativas como el caso de Nersessian (1989. Boyle & Monarch (1992). En la búsqueda por encontrar formas de lograr el cambio conceptual. las reacciones químicas o la estructura de la materia. Por tanto. llevó no sólo a mostrar que las prácticas habituales de enseñanza son ineficaces. la célula. el proceso es mucho más complejo e intervienen en él diversos factores entre los que se pueden mencionar el contexto. el nivel de comprensión de los conceptos. trabajos relevantes como los de Tiberghien (1994) y Strike & Posner (1985). sino por el contrario. en especial epistemológicos. por ejemplo. son comunes entre las estrategias de aprendizaje para la enseñanza de la ciencia que tomen en cuenta las ideas de los estudiantes. esto es. el movimiento. La función de las ideas previas en el salón de clase Las ideas previas y la necesidad de transformarlas en el salón de clase y el laboratorio han generado la necesidad de diseñar diversas estrategias de enseñanza. estrategias prescriptivas que vienen acompañadas de cierta evidencia empírica que muestra sus beneficios. sólo por mencionar algunos. los modelos de cambio conceptual y los programas de desarrollo curricular tienden a contemplar la transformación de las ideas de los estudiantes como un proceso interconectado. sino a transformar los enfoques y las concepciones del aprendizaje de la ciencia. pronto se identificó que la situación es mucho más compleja que pretender una sustitución de ideas previas específicas por las correspondientes ideas "científicamente correctas". Las ideas previas no son aisladas. entre otros. Asoko. La mayoría de los trabajos en torno al cambio conceptual han hecho alguna propuesta en este sentido. También se ha optado por posiciones que tienen su origen en la visión de Piaget. Otros enfoques se han dedicado más que a establecer una propuesta o modelo específico para el cambio conceptual. Por ejemplo. actualmente. en consecuencia. M. los profesores -conocedores de las ideas previas de sus estudiantes. R. Cognitive Models of Science. Brush.mejoran el aprendizaje de ellos. serán interpretadas por los estudiantes de manera diferente de aquélla que se pretende educativamente. existen pocos estudios que analicen lo que ocurre con las ideas previas en las aulas. T. Preguntas como ¿De qué forma toman en cuenta los profesores las ideas previas?. Cambridge. preconceptos. entre otras muchas posibles preguntas. 4. Force and motion from the beginning. ¿Cómo las utilizan para el diseño de su intervenciones didácticas en el aula?. Investigación en la Escuela. Ma. reconoce que tanto las actividades experimentales como las discusiones. Dordrecht. ¿Qué seguimiento les dan?. Concepciones alternativas. 33-42.. 20(2). Conceptual change in childhood. En B. En otro estudio Schoon & Boone (1998) muestran que. (1994). Volume XV (pp.). (1994). Chi M. Carter & Rua (1999) presentan cómo. A pesar del reconocimiento de la importancia que las ideas previas tienen para la enseñanza de la ciencia y para el conocimiento de la construcción de los conceptos científicos en los estudiantes. van der (1998). Una concepción de enseñanza. influye en su "confianza" sobre su capacidad para enseñar bien la ciencia. Conceptual Change within and across Ontological Categories: Examples from Learning and Discovery in Science. Minnesota Studies in the Philosophy of Science. conciencia de sus ideas previas? Éstas. & Ogborn J. The Netherlands: Kluwer Academic Press. Giere (Ed. 23. Minnesota. apoyados con grabaciones de interacciones en el aula y cómo los estudiantes dedican más tiempo al aprendizaje cuando se discuten diferentes puntos de vista en el salón de clase. desde una perspectiva constructivista. Learning and Instruction. La enseñanza debe involucrar el tratamiento de argumentos científicos de manera que sustentados en evidencias empíricas. • Algunos estudios recientes muestran las implicaciones que para los profesores puede tener el conocimiento de las ideas previas de sus alumnos. Cubero.: University of Minnesota Press. cuando los profesores conocen ideas previas de estudiantes (semejantes a las de sus propios alumnos). Por ejemplo. Interchange. 22(7). & Rutherford. Language as a confounding variable in the diagnosis of misconceptions. . los alumnos vayan más allá de éstos y construyan la "manera de ver" que adopta la comunidad científica. (1989). Carey. ¿Qué implicaciones tienen para sus procesos de evaluación?. sino darles una nueva justificación o racionalidad y fundamentación. The Science Curriculo: Between Ideals and Outcomes. 703-717. History of science and science education. Referencias Akker. Ma. S. 129-186). J. En R. G. H. aún no tienen respuesta. Jones. (1992). 421-447). en algún momento. Fraser & K. 7-25. D.: MIT Press. errores conceptuales … ¿distinta terminología y un mismo significado?. International Journal of Science Education. S. 60-70. ¿Tienen los estudiantes. International Handbook of Science Education (pp. Clerk.). (2000).• • El aprendizaje de la ciencia no sólo implica la organización de conceptos en una nueva estructura. Tobin (Eds. Bliss J. (1985).