yEXPERIENCIAS

DIDACTICAS

INVESTIGACION

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'.CONSTRUCTIVISMO HUMANO:UN CONSENSO EMERGENTE

. XOVACK, J.D.mell U niversity .

?onenciapresentada en el Segundo Seminario Internacional sobre Errores Conceptuales y Estrategias Educativas::¡ la Enseñanza de las Ciencias y las Matemáticas. Ithaca, NY: 27 de Julio de 1987.:Versióncastellana de Joaquín Martínez Torregrosa)

XlMMARY \

¡ ispaper describes a view of learning that can be called human constructivism, It is argued that it is important:o link a viable theory of human congnitive learning with contemporany ideas in epistemology.--------------------------------------------------------------------------------------

~~RODUCCIÓN

~nstructivismo» se está convirtiendo en una pala-~de uso común entre psicólogos, filósofos y educa-{_Cs.Dependiendo de la orientación de quien la usa,~~abra .se refiere, en alguna forma, a la idea de que;;f .I?,los.Individuos como los grupos de individuosintruyen ideas sobre cómo funciona el mundo. Se~;~~,te también que los individuos varían ampliarnen-

- ANZA DE LAS CIENCIAS, 1988, 6 (3), 213-223

te en el modo en que extraen significado del mundoy que tanto las concepciones individuales como las co-lectivas sobre el mundo cambian con el tiempo. El cons-tructivismo se presenta como opuesto al positivismo,positivismo lógico o empirismo que Sostiene que el co-nocimiento «verdadero» es universal y.permanece enuna especie de correspondencia uno-a-uno con el mo-

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INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS--------------------------------------------------------------------------do en que el mundo realmente funciona. Lá meta delsaber es descubrir este verdadero conocimiento. En esteartículo examinaré los enfoques desarrollados duran-te años por nuestro equipo de investigación (y otros co-legas) para estudiar y describir una concepción delaprendizaje y del saber que llamaré constructivismo hu-mano. Argumentaré que es importante asociar una teo-ría viable del aprendizaje cognoscitivo humano con lasideas actuales sobre epistemología. Empezaré con con- 'sideraciones sobre cómo aprenden los humanos.

APRENDIZAJE HUMANO

La concepción dominante del aprendizaje durante,prácticamente, tres cuartos de siglo ha sido que un es-tímulo (E) procedente del medio produce una respues-ta (R) por parte del organismo, y que por repeticiónse formaba un enlace E-R tal que un E determinadollevaba casi inevitablemente asociada una respuesta de-terminada, R. Aunque esta teoría asociacionista o con-ductista (behaviorista) del aprendizaje, basada en granparte en experimentación de laboratorio con animales,nunca alcanzó popularidad en buena parte del mun-do, en Norteamérica las concepciones asociacionistasno solamante fueron populares, sino que la mayoríade las «teorías» 'alternativas del aprendizaje fueron evi-tadas o ridiculizadas. La naturaleza prescriptiva rígi-da de la psicología asociacionista era consistente cony apoyada por las ampliamente mantenidas concepcio-nes positivistas o empiristas de la naturaleza del cono-cimiento y la investigación hechas populares por Fran-cis Bacon en 1620 y más tarde por KarlPearson (1900)y un grupo de filósofos de la «Escuela de Viena». Losfilósofos/epistemólogos de vanguardia de los prime-ros años del siglo veinte trabajaron para establecer lahegemonía del positivismo hacia la década de los años

. treinta y cuarenta. El Comportamiento del Organismode B.F. Skinner publicado en 1938 fue el compendiode una unión de la psicología asociacionista con la epis- 'temología positivista en una alianza que virtualmenteeclipsó otras psicologías del aprendizaje en Norteamé-rica. La hegemonía de las ideas asociacionistas domi-naron la psicología y la enseñanza hasta los 70. El fra-caso de estas ideas para describir y predecir cómo pro-ducen conocimientos los escolares y cómo aprenden loshumanos permitió que salieran a la luz nuevas concep-ciones sobre el conocimiento, como la construcción de«paradigrnas» (Kuhn, 1962) y las poblaciones evoluti-vas de conceptos (Toulmin, 1972). En psicología, lascorrientes cognoscitivas empezaron a tomar auge y em-pezó a dominar el interés por los significados del co-nocimiento en los distintos individuos: ..

Mis propios estudios sobre el aprendizaje empezaronen 1955 con un esfuerzo por comprender los paráme-tros que influyen en la capacidad para resolver proble-mas en el contexto de un curso de Botánica en el «co-llege» (Novak, 1957). Traté, rechazando las teorías do-

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rninantes asociacionistas de los años 50, de diseñar In'investigación y un test sobre capacidad para resolv~problemas (Novak, 1961) sobre la base del modelocj.bernético (Wiener, 1948, 1954) del aprendizaje y de Unaconcepción epistemológica de «esquemas conceptuales.evolutivos, introducida por Conant en su libro SObr;la Comprensión de la Ciencia (1947). Este modelo deaprendizaje consideraba la mente como una unidad deprocesado de información en la cual el almacenamien.to de conocimientos y el procesado de información (eo-no cimientos) eran componentes separados, siendo elúl.timo relativamente estable en el tiempo, mientras queel almacenamiento de conocimiento variaba Con laaportación de nuevas informaciones y «retroalimenta.ción». La dificultad que tuvo el modelo cibernético pa-ra mí fue que los datos de mi Tesis Doctoral y los deinvestigaciones subsiguientes apuntaban en una direc.ción que sugería que la capacidad para procesar info-.mación y el ritmo de adquisición de nueva informaciónera altamente dependiente de los conocimientos rele.vantes almacenados anteriormente y del contexto delproblema o de la tarea de aprendizaje (ver Novak,1977a capítulo 8). Cuando se publicó Psicología delaprendizaje verbal significativo de Ausubel en 1963,vj·mas inmediatamente una mayor coherencia entre nues-tros resultados y su teoría de asimilación del aprendí-zaje humano. Una década más fue necesaria, n07-'obs-tante, para que nuestro grupo de investigación se en-contrara confortable con la teoría de Ausubel y subsi-guientemente para modificar y extender la teoña ennuestro trabajo (Ausubel, Novak y Hanesian, ~978).Durante esta década también nos separamosde laspruebas basadas predominantemente en tareas'i(le lá·piz y papel, adaptando. las técnicas de entrevistas clí-nicas de Piaget (Pines et al, 1978).

La contribución principal de la teoría de Ausubel fuesu énfasis en la potencia del aprendizaje significativo.en contraste con el aprendizaje por repetición, y lacla-ridad con que describía el papel que juegan los coo<:-cimientos previos en la adquisición de nuevos COnOi.l:mientos. En el epígrafe a las ediciones de 1968 Y I97~de Psicología Educativa: Un Punto de Vista Cognos'citivo Ausubel planteaba:

«Sí tuviera que reducir toda la psicología educativa J

un solo principio, enunciaría éste: El factor partícula:que más influye en el aprendizaje es lo que el aIu~n,'ya sabe. Averígüese esto y enséñesele en consecuencia"

Ausubel no fue el primero en resaltar la import~cÍJde los conocimientos previos para el nuevo aprendíZl'je. La teoría de la memoria de Bartlett (19n) ffian[~

nía que los «esquemas» influyen en la percepd.ón.r ~cuerdo de la información, en un modo muy Slffil.ar¡o.

como se concibe que operan los esquemas en.l~s VISddnes contemporáneas' de la «ciencia cognoscltlva» ~aprendizaje y la retención (ver, por ejemplO,. Est1978). Por el contrario. la teoría de la asimil~c~ón':ne un énfasis central en los procesos cognosc¡UvOS

ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1988,6 ~

INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS

volucrados en la adquisición de conocimientos y en elpapel que los conceptos (*) explícit?~ ~ ,las estruct~rasproposicionales juegan en la adquisición, La «pSICO-logía de los constructos personales». d~ Kelly (1955)también resaltaba el papel del aprendizaje previo paraelnuevo aprendizaje, pero no con un énfasis en los con-ceptos específicos y estructurasproposicionales. Kellyconcebía que el acontecimiento previo daba lugar a un«entramado» de rasgos genéricos o «constructos per-sonales» que influyen en cómo una persona pensaráoresponderá a una nueva experiencia. También fue elénfasis de Ausubel en el aprendizaje escolar lo que hi-ZO su teoría útil para nosotros. En su Psicología, delaprendizaje verbal significativo Ausu bel desarrollo enprimer lugar su teoría de la asimilación del ~p~endiza-je cognoscitivo mostrando cómo el aprendizaje esco-larpodía hacerse significativo y que la instrucción portransmisión o aprendizaje por recepción no tenía porquéser repetitiva. La entonces popular idea de que elaprendizaje por descubrimiento, donde el que apren-de reconoce independientemente las regularidades oconceptos que se deben aprender como una alter,nati-vaviable fue rechazada y, en lugar de ello, mostro quelaenseñ~za por transmisión verbal (recepción) podíaconducir a un aprendizaje significativo. Su idea de un«organizador previo» que podía servir como una e~-peciede puente cognoscitivo entre los nuevos conocI-mientos que se tenían que aprender y los conceptos yproposiciones relevantes ya existentes en la estructuracognoscitiva del que aprende fue una de las ideas deAusubel más investigadas, donde la mayor parte de losestudiosmostraron que los organizadores de avance nofacilitaban el aprendizaje si no se aplicaban los princi-piosdel aprendizaje significativo o la evaluación nocomprobaba el aprendizaje significativo (Ausu?el,1980). La idea piagetiana de «etapas» generales liga-dasa la edad de desarrollo cognoscitivo que limitan elnuevoaprendizaje ha sido rechazada por nuestro gru-

. poen favor de la idea de que la cantidad y calidad de:: . conceptosrelevantes y estructuras proposicionales cons-S tituyenel factor primario limitante para el nuevo apren-

, dizajeo la resolución de problemas, y que éstos están)'

primariamente ligados con la edad de un modo expe-riencialen vez de un modo evolutivo, después de los

a CUatroaños de edad aproximadamente (Novak, 1977b;u 1982).10

Unproblema constante para profesores e investigado-ia resque sostienen que el conocimiento previo es una va-a. riableimportante para el nuevo aprendizaje ha sido có-

lIIo«evaluar lo que el alumnoya sabe». Se han proba-:e- dovarios test de lápiz y papel, pero el consenso gene-~ raJ es que éstas· son medidas comparativamente toscas

~Iaprendizaje previo, que explica quizás solamente~. ':ldiezpor ciento de la varianza del conocimiento fun-~ !lonaltotal de que dispone un individuo. Las entrevis-'fr las clínicas se han revelado como indicadores mucho__ tlás fiables de la calidad y cantidad de conocimientos

~antes que un aprendiz posee, pero las transcrip-," ~:'~NANZA DE LAS CIENCIAS, 1988, 6 (3)

ciones de entrevistas son notoriamente laboriosas y di-fícilesdeinterpretar. Más aún, la entrevista no es unaherramienta de evaluación que los profesores puedenusar en las evaluaciones ordinarias en la clase.

Un avance significativo en nuestro trabajo ocurriócuando inventamos y refinamos la técnica del «mapaconceptual» como herramienta para representar las es-tructuras conceptuales/proposicionales obtenidas apartir de entrevistas clínicas o construidas por los alum-nos en nuestros estudios. Subsiguientemente, los ma-pas conceptuales se mostraron como una herramientaútil para planificar la instrucción y para ayudar a losestudiantes a «aprender cómo aprender» (Cardemone,1975; Bogden, 1977; Stewart et al, 1979; Gurley, 19~2;Novak, Gowin y Johansen, 1983; Novak y Gowin,1984; Hoz, 1987; Hoz, Kozminsky y Bowman, 1987).Un mapa conceptual utilizado para planificar este ar-tículo se muestra en la figura 1. Dos ejemplos de ma-pas conceptuales obtenidos de las entrevistas a Phi~ semuestran en la figura 2, representando la comprensiónde este estudiante de la naturaleza corpuscular de la ma-teria en grado 2 y, diez años más tarde, en grado 12.

Los mapas conceptuales sirven como una herramientaútil para ilustrar ideas clave en la teorí~ ~e la asimila-ción. La adquisición de nuevos conocimientos pue~evariar a lo largo de un continuo desde el aprendizajepor repetición hasta el aprendizaje altamente sig.nif.i-cativo (ver figura 3). La mayor parte del aprendizajeescolar es relativamente memorístico, arbitrario y nosustantivo; y esto se ilustra en la figura 2. Nuestro su-jeto (Phil) aprendió cosas sobre moléculas en los gra-dos uno y dos (mediante lecciones audio-tuteladas es-pecialmente diseñadas) y más tarde aprendió cosas so-bre átomos, pero sus conceptos de moléculas y átomonunca fueron adecuadamente asimilados. Como resul-tado, en elgrado 12, Phil creía que las moléculas es-,tári hechas de átomos pero erróneamente pensaba quelos gases están hechos sólo de átomos. Puede verse tam-bién la persistencia de la idea (error conceptual) de qu.elas moléculas del olor o las moléculas de azucar se di-suelven dentro de las moléculas de, agua y por tantose mueven con las moléculas de agua. En casos extre-mos de aprendizaje por repetición, observamos que losestudiantes pueden dar una definición correcta, pala-bra por palabra, deun concepto, pero no pueden rela-cionarlos sustantivamente con otros conceptos en sumapa conceptual. Esto se ve con frecuencia en la ins-trucción escolar cuando los mapas conceptuales se usancomo una herramienta de evaluación, especialmentedespués de una unidad corta de estudio ':~,mayorp~ede la información aprendida por repetición es .olVida-da después de tres a seis semanas, a menos que esté muyrepetida o «sobreaprendída» en cuyo caso puede serrecordada años' después pero no puede conectarse conotro conocimiento relevante que tenga la persona.

Dos ideas adicionales clave en la teoría de la asimila-ción son la diferenciación progresiva y la reconcilia-

215

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INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS ---figura 1

Un mapa conceptual representando los conceptos y proposiciones claves presentadas en este artículo.

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ción integrada. Como los nuevos conceptos están liga-dos de un modo no arbitrario a la estructura cognosci-tiva de un individuo (representada, por ejemplo, en unmapa conceptual), la diferenciación progresiva tieneque ocurrir. En nuestro ejemplo, la asimilación del con-cepto de átomo condujo a alguna diferenciación en laestructura cognoscitiva de Phil.Reconocer que dife-rentes átomos forman diferentes elementos también pu-so de manifiesto diferenciación cognoscitiva. La recon-ciliación integradora sucede cuando conjuntos de con-ceptos se perciben formando nuevas relaciones. Phil«cambió su modo de pensar» sobre la composición dela materia pero falló en reconciliar integradamente có-molos gases (o cualquier cosa) pueden estarformadospor moléculas y los átomos que las componene. Tam-bién falló en reconciliar el concepto de que las molé-culas pueden moverse independientemente en un flui-do y que las moléculas de olor o azúcar no son absor-bidas dentro de las moléculas de agua. Parte de la di-

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ficultad de aprendizaje de Phil provino de que no í

quirió un concepto supraordenado válido de la naraleza corpuscular de la materia en el que integrar ámos y moléculas. El aprendizaje supraordenado semente ocurre en pocas ocasiones, puesto que la submisión es normalmente posible y suficiente, pero, cudo ocurre, generalmente produce una reconciliacióntegradora significativa de estructuras de conceptosbordinados, y también una más profunda diferen<ción conceptual.Los mapas conceptuales son una herramienta o un 1

todo para ilustrar las estructuras cognitivas o de si!ficado que tienen los individuos y mediante las que 1ciben y procesan experiencias. Si nuevas experien~suministran una base para el aprendizaje significatlse añadirán nuevos conceptos al mapa conceptualun individuo y/o se harán evidentes nuevas relacioentre conceptos previos. Con el tiempo, las relacioconceptuales pueden tomar una nueva organizaciór

ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1988, I

STIGACIÓN y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS

figura 2,. apas conceptuales obtenidos en entrevistas con un estudiante (Phil) en grado 2 (arriba) y en grado 12 (abajo). Adviértase que después~er impartido ciencias, biología, física y química en la «junior high school», Phil no ha integrado los conceptos de átomos y moléculas

'estadoSde la materia, ni ha corregido su error conceptual de que las moléculas de azúcar o de aroma están «en» las moléculas de agua.

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Pb í I - Grado 12

ue no ad-irquica, como fue observado, por ejemplo, por Cu-e la nan- ]e¡¡(1984) en un curso de química en el «college» dondeegrar áto- ~concepto de entro pía o bien no se conocía o mante-ado sola- ~ una posición subordinada en la estructura cognos-la subse- Jt!vade los estudiantes. Después de la instrucción,

:[0,. cu~ lSandouna guía de estudio especialmente diseñada paraiacíón ur :esaItar el concepto de entropía, éste se constituyó eneptos ~u· lJlconcepto supraordenado en aquellos estudiantes queferenda lemostraron la mejor comprensión de los principios

le quirnica. Resultados semejantes han sido obtenidoso un ni !lO Hde SI

'g!II'. l: r oz (1987), Feldsine (1987) y otros. Los expertos"lfieren de los novatos en un campo de estudio no so-

que pero amente en que tienen más conceptos integrados en sus:riencias :stllIcturas cognoscitivas sino también en el tipo de je-ficativá, ~quías conceptuales que poseen y la calidad y exten-Jtualde.· ~6 d'"es' , n e los vínculos proposicionales que tienen entrelacion . ~nceptos subordinados y supraordenados. (Véase porlaciones. t)emplo, Chi, Feltovich y Glaser, 1981;' Novak, encíón 1- Jlrensa).Los mapas conceptuales están mostrando que

~, 6 (J) .' ENSENANZA DE LAS CIENCIAS, 1988, 6 (3)

son una herramienta útil para identificar y ayudar a«corregir» los errores conceptuales de los estudiantes,como muestran varios artículos presentados en este yen nuestro anterior seminario (Helm y Novak, 1983).Hay un cuerpo creciente de evidencias sobre la neuro-biología del funcionamiento del cerebro que sugierenque el nuevo aprendizaje supone no múltiples víncu-los neurona/neurona sino que cientos o incluso dece-nas de miles de vínculos neuronales pueden estar im-plicados en la adquisición de un sólo nuevo concepto.Aún más, pueden estar implicados un mayor o menornúmero de axones y dendritas de cada neurona y pue-den formarse canales de transmisión o inhibición, degrados variables,sináptica en cada sinápsis. El efectoneto es que el nuevo aprendizaje de un solo concepto,si es incorporado significativamentemediante apren-dizaje significativo, podría implicar a muchas neuro-nas en muchas regiones del cerebro, y los cambios neu-ronales constructivos pueden continuar por horas o días

217

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INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS

figura 3El continuo aprendizaje significativo/repetitivo según la teoría de la asimilación. En nuestros estudios (y trabajos de otros) vemos que 1

mayor parte del aprendizaje escolar está cerca del extremo repetitivo del continuo. . a

··t la aeycr- parte del\ aprend'1zaje escolar

lPR8IDIZ.lJIi Rlil'liTlTlVO

después del aprendizaje. Durante el aprendizaje, lasneuronas no forman solamente nuevas sinapsis entreellas y nuevos canales para la secreción de transmiso-res químicos, sino que también pueden segregarse com-puestos que inhiben la transmisión. Esto puede expli-car en parte el «shock de aprendizaje» y la interferen-cia retroactiva, dos fenómenos psicológicos observa-dos en los que el material aprendido previamente nose recuerda quizás hasta un momento posterior en eltiempo. Este efecto de facilitación retrasada, o inhibi-ción de corto plazo, puede ser ilustrado en un mapaconceptual. Cuando un único concepto se añade a unmapa conceptual de un individuo mediante aprendizajesignificativo todos los conceptos relacionados en la es-tructura cognoscitiva de esa persona se modificarán conel tiempo en alguna medida. Los mapas dibujados enuna fecha posterior a menudo muestran relaciones nue-vas o diferentes, y ocasionalmente algunas nuevas«relaclones-transversales» significativas que pueden

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:-.;.; er bt rr ar to. nc-pe racr-e por palabra. mcor pcr ac Ién~ubi.tarltivlJ de nuevos conocimientos en La escruc tcr e

c og ncec í t Iva .

&stuérzo <1éliClerado para relacionar los nuevosconocimientos con conceptos mas lnclusivos. de mayororden, en la estructura cognoscitlva.

Aprendizaje r-elec tonado con experiencias con aecbce uObjetos,

Corapromiso afectivo para relacionar 106 nuevosconocimientos con el aprendizaje anterior.

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ArbitrariO, palabra por palabra. 1ncorporac16n nosubstantiva de los nuevos conocimientos en laestructura ccgncac í t íva .

Ningun as ruer ao para integrar los nuevosconocimientos con los conceptos existentes en laestructura cognosci t í.va.

apr enct aaje no relacionado con experiencia con hecbosu obje tos .

Nitlgun compromiso arec t Lvc pa.a relacionar los nuevosconoct s ten toa con el aprendizaje anterior.

presentar una nueva reconciliación integradora de con-ceptos previos. Las «intuiciones creativas» reflejadasen las biografías de los genios, que ocurren frecuente-mente después de días o semanas de intenso estudio.son también evidencia de redes neuronales (y psicoló-gicas) gradualmente cambiantes. Todos los conceptOSy proposiciones relacionados, al menos en una peq~e-ña medida, toman nuevos significados. Las implicaclo-nes de los conocimientos actuales en neurobiología res-pecto a los mapas conceptuales son discutidas más ex-tensamente por MacGinn (1987). .Esperamos ver mayores evidencias a partir de estudIOSsobre el funcionamiento del cerebro que den, inclu:,más apoyo a los mapas conceptuales como ind~ca o:res válidos del aprendizaje y que .apoyen también sUefectividad como una especie de metáfora para rela-cionar la psicología del aprendizaje humano con la neO-robiología .del funcionamiento del cerebro h~rnr~Durante mis estudios sabáticos en la Universlda

ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS, 1988,6

)O-las,te-io.lió-tOSue-:io-res-~-

INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS

West Florida el próximo año, planeo explorar con elProfesor Dunn posibles relaciones entre los modelosde actividadneuronal observados usando exploracio-nes encefalográficas cerebrales (Dunn, 1987) y mode-loS de construcción de mapas conceptuales antes y acontinuación de actividades cognitivas de aprendiza-

: je. Puede que no resulte nada de esto, pero Dunn cree(comunicación personal) que pueden encontrarse rela-ciones, en sujetos seleccionados, entre las exploracio-nes encefalográficas y la producción de mapas concep-tuales. Si fuera así, los resultados podrían ser, cuantomenos, provocativos.

CREACIÓN DE CONOCIMIENTOS,

Que los humanos aprenden es autoevidente. Tambiénesobvio que los humanos construyen nuevos conocí-mentas, ya que el almacen de conocimientos en cual-quier cultura aumenta con el tiempo. Lo que no es evi-dente son los procesos mediante los cuales los huma-nosconstruyen nuevos conocimientos. Cuando la ci-vilización emergió de las Edades Oscuras, el conoci-miento sobre el universo y los trabajos de la naturale-za empezaron a extenderse a un ritmo siempre creciente.Lasculturas orientales continuaron avanzando y nofueron constreñidas por las Edades Oscuras; no obs-tante, fue en las culturas occidentales donde fue inven-tadoel experimento científico y la ciencia moderna em-pezó a florecer. Era, pues, natural que numerosos fi-\ósafos/epistemólogos empezaron a 'escribir sus des-cripciones sobre cómo los humanos aumentaban estealmacende conocimientos. Para Francis Bacon (1620),Iarl Pearson (1900) y muchos otros epistemólogos tem-pranas, la verdad permanecía esperando en la natura-kza.La tarea del hombre era «descubrir» estas verda-des por observación y experimentación cuidadosas. Sur-peran eruditos que describieron varias concepcioneslObrecómo los secretos de la naturaleza debían ser de-~terrados y «la verdad» revelada. Bacon (1620)~ribió:

E1misterio de la naturaleza está mucho más allá de los~tidos o de la comprensión; de modo que meditacio-ts especiosas, especulaciones y teorías de los hombres10 son sino una especie de insalubridad (p. 107).

l mUcho más tarde, Pearson (1900) escribió:

, ley civil es válida solamente para una comunidad¡/cial en un tiempo especial; la ley científica es váli-~~ara todos los seres humanos, yes invariable (p. 87).'.,;'

~~erecho de la ciencia a tratar con impresiones que" "-<. más allá de los sentidos no es materia de discu-

.{Ya que la ciencia, según se reconoce, no pretendederecho (p 110). .

1ritmo acelerado d~l «descubrimiento científico»~iglo veinte, muchos filósofos, científicos y ma-leos dirigieron sus talentos intelectuales al estu-

; NZA DE LAS CIENCIAS,--1988, 6 (3)

dio de la epistemología, especialmente de la epistemo-logía de la ciencia. Las variedades más populares deepistemología prestaron una cuidadosa atención a prue-bas para validar y falsear y a criterios que debían apli-carse. Estos especialistas, conocidos como positivistas,positivistas lógicos o empiristas, pusieron un énfasiscentral en la «prueba y refutación». El reinado de laepistemología «positivista» fue casi absoluto hasta lamitad del siglo veinte. Uno de los problemas de estaepistemología es que no atrajo mucho el interés de cien-tíficos y matemáticos -quizás porque no les ayudabaa hacer lo que estaban haciendo-o Probablemente nofue sorprendente que sobresalientes eruditos/científi-cos tales como J ames Conant fueran los primeros enexponer lo que Brown (1979) llamó «la nueva filoso-fía de la ciencia». Y cuando el discípulo de Conant,Thomas Kuhn, publicó su Estructura de las Revolu-ciones Cienttficas (1962) los muros del bastión positi-vista empezaron a derrumbarse. Incluso desde dentro,el reconocido positivista, Karl Popper, se alejó del po-sitivismo y en su libro de 1982 escribió:

Todo el mundo sabe en nuestros días que el positivis-mo lógico está muerto. Pero nadie parece sospecharque puede haber aquí una cuestión a contestar -lacuestión «¿Quién es responsable?» o, más bien, la cues-tión «¿Quién lo ha hecho?» ... Me temo que debo ad-mitir responsabilidad (p 88).

Como Strike (1987) ha advertido, los positivistas noeran tontos y sabían que la comprensión humana se ba-saba en algo más que en una «lógica del descubrimien-to». Lo que todos ellos fallaron en explicar fue cómolos humanos construyen conceptos y cómo sus estruc-turas conceptuales llegan incluso a convertirse en sus«gafas perceptivas» que les permiten ver lo que ven ensus investigaciones y que les guían al construir nuevasinvestigaciones. La descripción de Kuhn (1972) de los«paradigrnas» que guían al científico y la idea de Toul-min (1972) de las «poblaciones evolutivas de concep-tos» parecían estar mucho más cerca de la realidad 'ala que se enfrentan los científicos en su trabajo día adía. Ellos incluso construyen nuevos conocimientos, pe-ro éstos no son verdaderos, y muchos de los conoci-mientos cambian repetidamente a lo largo de la vidade un científico. Van Glasersfeld (1983) ha argumen-tado que «el constructivismo radical» no busca una des-cripción de la «verdad», ni suscribe la idea de que enla investigación se progresa hacia la verdad. El asuntoahora parece centrarse más en cómo favorecer la pro-ducción creativa que en cómo hacer más estrictos loscriterios de prueba o refutación.

CONSTRUCTIVISMO HUMANO

Mi tesis es que debemos examinar de cerca el vínculoentre la psicología del aprendizaje humano y el cono-cimiento filosófico. Crear nuevos conocimientos es, porparte del creador, una forma de aprendizaje significa-

219

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Por lo que sabemos, sólo los humanos usan sistemasde lenguaje simbólicos para codificar las regularidadesque perciben y por tanto la construcción de nuevos sig-nificados y de nuevos conocimientos usando sistemassimbólicos es exclusivamente humano. El constructi_vismo humano, como he tratado de describirlo, es Unesfuerzo de integrar la psicología del aprendizaje hu-mano y la epistemología de la construcción de conoe].mientos. Pongo énfasis en la idea de que tanto en lapsicología como en la epistemología debemos centrar_nos en el proceso de fabricación de significado que su-pone adquisición o modificación de conceptos y rela-ciones entre conceptos.Alguna de las estructuras conceptuales que buscamosdesarrollar en nuestros estudiantes tratan de epistemo-logía. Con este fin hemos encontrado valioso el uso deuna metodología desarrollada por Gowin (1981). Lafigura 4 muestra un ejemplo de la metodología Vapli-cada a una actividad de laboratorio en una escuela me-dia superior. La Uve mostrada tiene diez «elementosepistémicos» claves, aquellos componentes del cono-cimiento que cuando actúan juntos nos permiten cons-truir o examinar cualquier unidad de conocimiento. To-dos son necesarios para comprender la estructura y/ola creación de conocimientos.

-INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS rNVJ------------------------------------------------------~-----------------------------------------

figura 4

Un ejemplo de un diagrama en V preparado en una discusión en clase con estudiantes de séptimo grado de biología. El método V puedeayudar a los estudiantes a comprender la naturaleza de «constructo» de los conocimientos y a tomar conciencia de su propia construccioc

de significados en las actividades de ciencias o matemáticas.

tivo. Ello supone a veces el reconocimiento de nuevasregularidades en hechos u objetos, la invención de nue-vos conceptos o la extensión de los viejos, el reconoci-miento de nuevas relaciones (proposiciones) entre con-ceptos y, en los saltos más creativos, la reestructura-ción importante de estructuras conceptuales para vernuevas relaciones de orden superior. Estos procesospueden ser concebidos como parte del proceso delaprendizaje asimilativo, que supone la adición (subsu- .misión) de nuevos conceptos, la diferenciación progre-siva de los ya existentes, el aprendizaje supraordena-do (en ocasiones) y nuevas e importantes reconciliacio-nes integradoras entre estructuras conceptuales. La per-sona creativa es un miembro de una comunidad de per-sonas que aprenden, que, todos ellos, tienen en comúnmuchos significados conceptuales pero cada uno deellos/as mantiene su propia e idiosincrásica jerarquíaconceptual. El/la individuo/a más capaz de añadir ao reestructurar su estructura conceptual es, con el tiem-po, reconocida como la más creativa en esa comuni-dad. Y, a lo largo del tiempo, la población de concep-tos y de relaciones entre conceptos sostenida por la co-munidad evoluciona, según Toulmin (1972), o para elindividuo, progresivamente se diferencia y reintegra se-gún la teoría de la asimilación.

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La U\¡radaCentrconcecibid"ta. Ptyel esnocirrhechodad es[torneunCOlesosh,truimrdo, trsfía, prda un,más plal hecJarnbi:¡los ilforma:los úludonesInclus:trosretcncejy puesros sólos verrozo (

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¿l'ued~n los gusanos formarSE:espontaneamente

en 1.,; carne?

Afirmación de valor:Es bueno guardar lascomidas tapadas.

Principios:Los ~usanos vienende las moscasLOS gusanos se ali-mentan de la carne.Los gusanos tardan encrecer,

Conceptos relevantes:MoscasGusanosCarne = Comida de gusanosGeneracion espontanea

Hechos:

Afirmación conceptual:Los gusanos no se tormanespontáneam~nte en lacarne.

Oespuh deVH10S 'lí¡s

1 /lada Gusanos-¿ Nada Gusanos:.J Nada Gusanos4 Nada úusanos

~ellado 1 Nada Nada2 Nada liada3 Nada Nada4 Nada liada

. RegistrOG:Observaciones> de tarros durante unpenado 'de varios dias.

>e tarros preparadas -. 4 Gon ·;arne - se !lados

4 con carne - abiertos1C:jry; expuestos a las moscas

220 ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS,,19

;it ¡NVESTIGACION y EXPERIENCIAS VIVACTICAS~ ~--------------------------------------------------------------------------------------istemas LaUve representa una concepción «constructivista cen-lridades trada en hechos» del conocimiento (ver Gowin, 1987).'vos sigo centramos nuestra atención sobre la construcción deistemas cOnceptos, que hemos definido como regularidadesper-Istructi. cibidas en hechos u objetos designados por una etique-D, es Un' ta. Puesto que todos los objetos existen en el tiemporaje hu, fel espacio, es razonable considerar la creación de co-conocí. ~ocimiento como una búsqueda de regularidades en losto en la hechos, o como con frecuencia es el caso, de regulari-~entrar. dades en registros de los hechos. Nadie ha observadoque su. átomos desintegrándose, pero una cámara de niebla o: y rela. un contador geiger nos permiten realizar registros de

éSOS hechos, y a partir de estos registros nosotros cons-truimos nuestras aseveraciones conceptuales. A menu-do, transformamos nuestros registros, usando fotogra-fia, procesos informáticos, tablas, gráficas, etc., y ca-dauna de estas transformaciones es guiada por uno omás principios, incluyendo no sólo principios relativosalhecho que estamos estudiando sino con frecuencia,también, conjuntos completos de principios relativosalas instrumentos que empleamos para hacer o trans-formar los registros. Es el error o las limitaciones delos últimos lo que comúnmente conduce a interpreta-cioneso comprensiones erróneas de hechos o registros.Incluso en el mejor de los casos, el significado de nues-ros registros es siempre interpretado usando nuestros:onceptos, principios, teoría y filosofía ya existentesypuesto que éstos son limitados y evolucionan, noso-ros sólo podemos hacer afirmaciones (no planteamien-:os verdaderos) sobre cómo creemos que funciona el:rozo del mundo que estamos estudiando.

Laheurística V también sirve para resaltar el carácternmano y basado en valores del conocimiento y de laxoducción de conocimientos. El que elijamos ser unlistoriador, químico o poeta depende de nuestra filo-:oRa y compromisos. Los hechos que elegimos para)(¡5ervar, las cuestiones que preguntamos y los regis-ros y transformaciones de registros que elegimos ha-~rimplican todos decisiones de valor: ¿en qué nos va-:05 a interesar y qué precio estamos dispuestos a pa-;!I en tiempo o dinero y sacrificio personal? Y si nos~'enemos a reflexionar, es fácil ver que toda afirma-:,jn conceptual que construimos puede llevamos a una::nás afirmaciones o juicios de valor, afirmaciones 50-

:;~el grado en que vale la pena nuestro conocimiento:; aplicación. El carácter objetivo, libre de valores,~ la ciencia u otros campos de creación de conocimien-~~fue sólo un mito del positivismo mantenido a cos-¡:e ignorar las miríadas de decisiones subjetivas y ba-<zs en valores que cualquier persona implicada en"':oducción de conocimientos debe hacer. Es esta in-::t"?"''Íónconstructiva de pensamiento, sentimiento y~ la que da un carácter distintivamente humano

a ;troducción de conocimientos. En el caso de losil'i, nosotros juzgamos generalmente esta síntesis

scamo,isternn,1 uso de81). LaVapli.

.ela me,mentas·1 cono-n cons-Ha. To.ura y/o

\' poede~:;--.!.:ciÓü

~'\.-\:-;ZA DE LAS CIENCLA..S, 1988,6 (3)

buena y la elogiamos altamente, aunque pueda llevargeneraciones el que este reconocimiento ocurra. Confrecuencia es la vanidad humana la que niega al artis-ta, poeta o científico creativos el reconocimiento quemerecen.

UNA NUEVA SÍNTESIS

Para mí hay una nueva conmoción en la psicología, laepistemología y la enseñanza: es la conmoción de unanueva síntesis. El consenso emergente (ver Linn, 1987)en psicología señala hacia el papel crucial que jueganlos conceptos y las relaciones entre conceptos en laconstrucción de conocimientos por los humanos, y elimportante papel que juega el lenguaje para codificar,dar forma y adquirir significados. En filosofía tambiénhay un consenso emergente en epistemología que ca-racteriza el conocimiento y la producción de conoci-mientos como estructuras evolutivas de conceptos yproposiciones. Las permutaciones casi infinitas de (con-ceptos)(relaciones entre conceptos) permite la enor-me idiosincrasia que vemos en las estructuras concep-tuales individuales, y que, incluso aSÍ, todavía existasuficiente parte común e isomorfismo en los significa-dos para que el discurso sea posible y se pueda conse-guir compatir, engrandecer y cambiar significados. Esesta realidad la que hace posible la empresa educativa.

Lo que queda por demostrar son los resultados positi-vos que ocurrirán en las escuelas u otros ambientes edu-cativos cuando lo mejor de lo que sabemos sobre cons-tructivismo humano se aplique ampliamente. Por loque sé, ninguna escuela se acerca al uso a gran escalade dichas prácticas, incluso aunque no haya restriccio-nes financieras o humanas que las imposibiliten. Lo queobservamos en nuestros estudios sobre aprendizaje enlas escuelas o universidades en un casi ubicuo, perni-cioso, omnipresente positivismo. Este modelo de ins-trucción y evaluación «correcto/incorrecto verdade-ro/falso», justifica y recompensa el modo de aprendi-zaje repetitivo y, a menudo, penaliza el aprendizaje sig-nificativo. La importancia de las concepciones cons-tructivistas para el rediseño de la instrucción en cien-cias y matemáticas y para la formación de profesoresha sido resaltada por otros (Cobb, en prensa, a, b; Con-frey, 1985; Driver y Oldham, 1985; Pope, 1985).

La única cosa que necesitamos hacer es «cambiar nues-tras mentes» sobre cómo pueden tener lugar la ense-ñanza y el aprendizaje, usando lo que sabemos. El re-to de este Seminario es: ¿cómo podemos conseguir quela gente cambie sus mentes, (en lo referente a la ense-ñanza y el aprendizaje) y alterar sus estructuras con-ceptuales o, como lo llamé en 1983, sus LIPHS-sus je-rarquías proposicionales limitadas o inapropiadas?

221

I

;

ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS;:}

INVESTIGACIÓN Y EXPERIENCIAS DIDÁCTICAS----------------------------------------------------------------------------------------(*) Definimos «concepto» como una regularidad percibidaen hechos u objetos designada por una etiqueta. La mayoríade las etiquetas de conceptos son palabras y la mayoría delas 460.000 palabras de la lengua inglesa son etiquetas de con-ceptos, muchas usadas para representar varias «regularida-

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