trinidad velasco y garritz

INVESTIGACIN EDUCATIVA

Revisin de las concepciones alternativasde los estudiantes de secundaria sobre laestructura de la materia*Rufino Trinidad-Velasco1 y Andoni Garritz2

AbstractWe start with the multiple terms that have been usedto characterize the students ideas about natural phe-nomena, concluding that one of the best is that ofalternative conceptions. Then, we review the secon-dary students alternative conceptions on the structu-re of matter, informed in about twenty five years ofactive research. A conclusion is reached about themultiple recommendations that have been mentio-ned in the literature to face the problem of transfor-ming or complementing these alternative concep-tions into the scientific conceptions.

Introduccin: El trmino de concepcionesalternativasEn la actualidad es claro que en el proceso deenseanza de las ciencias, es necesario que el profe-sor cuente con informacin de lo que el alumno sabeal llegar al aula; as, la literatura sobre la didctica delas ciencias tiene muy diversos estudios acerca de lacomprensin de los estudiantes sobre los fenmenosnaturales. Estos estudios han encontrado que inclu-sive antes de tener alguna enseanza , los estudiantescuentan con sus propios puntos de vista y explicacio-nes, as como un lenguaje propio; siendo todos ellosusualmente diferentes a los generados por los cient-ficos. Osborne y Bell (1983), hacen una distincinentre lo que llaman la ciencia de los estudiantes y laciencia de los cientficos; con la primera se refieren a lospuntos de vista acerca del mundo y los significadosde las palabras que los estudiantes tienden a adquirirantes de que reciban alguna enseanza de las cien-cias de manera formal; con la segunda se refieren alpunto de vista cientfico generalmente aceptado.

Los estudiantes, como los cientficos, usan simi-litudes y diferencias para organizar hechos y fen-

menos y, en la observacin de stos, buscan elemen-tos y relaciones entre ellos para construir estructuras.Adems, los estudiantes, como los cientficos, renenhechos y construyen modelos para explicar hechosconocidos y hacer predicciones. Sin embargo, haypor lo menos tres aspectos en los cuales la cienciade los estudiantes difiere de la ciencia de los cientficos:1) los estudiantes ms pequeos tienen dificultad conlas formas de razonamiento abstracto que los cient-ficos llevan a cabo; 2) los estudiantes slo se interesanen explicaciones particulares para hechos especfi-cos, y, 3) el lenguaje diario de nuestra sociedad llevafrecuentemente a los estudiantes a tener un punto devista distinto al de los cientficos.

Por otro lado, tambin se piensa que los estu-diantes traen a las clases de ciencia no slo sus puntosde vista acerca del mundo y sus significados delas palabras, sino tambin sus propios mtodosde investigacin, sus propias ideas acerca de lo queconstituyen explicaciones adecuadas, y su propia pers-pectiva sobre la ciencia. Todo esto influye profunda-mente sobre el aprendizaje, incluyendo la motiva-cin para encontrar cmo y por qu las cosas secomportan como lo hacen (Osborne y Bell, 1983;Treagust, Duit y Nieswandt, 2000).

En el desarrollo de la enseanza cientfica, se haignorado, o se ha considerado de manera inadecua-da, la existencia de la ciencia del estudiante. Hay dossuposiciones diferentes sobre las cuales la enseanzade las ciencias se ha basado: la primera consideraque el estudiante no tiene conocimiento del temaantes de que le sea formalmente enseado, la supo-sicin es que la mente en blanco del estudiantepuede ser llenada con la ciencia del maestro; lasegunda considera que aunque los estudiantes pue-den tener algn punto de vista conceptual de unnuevo tema cientfico por ensearle, esto tiene pocasignificacin para el aprendizaje y puede ser reem-plazado directa y fcilmente.

Una tercera suposicin, ms moderna y msrealista, sobre la cual podra estar basada la ensean-za de las ciencias, es la que reconoce que los puntosde vista de la ciencia de los estudiantes son suficien-temente fuertes de tal manera que stos permanece-rn y, an ms, tendrn una interaccin con la

1 Instituto de Educacin Media Superior del D.F., Iztacalco,08500, Mxico, D.F.Correo electrnico: [email protected] Facultad de Qumica, UNAM. 04510 Mxico, D.F.Correo electrnico: [email protected]* Recibido: 12 de noviembre de 2002; aceptado: 12 de febrerode 2003.

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enseanza de la ciencia (Gilbert, Osborne y Fens-ham, 1982; Fensham, 1983).

Existe cada vez ms evidencia de que la amal-gama aprendida de la ciencia de los estudiantes y laciencia de los maestros pueden coexistir en diversasproporciones. Los estudiantes exitosos usan laciencia de los maestros cuando se les requiere enpruebas y exmenes, pero emplearn la ciencia delos estudiantes al tratar con muchas situaciones de lavida diaria.

Algunos estudios sugieren que los puntos devista que los estudiantes traen consigo a las leccionesde ciencia son, para ellos, lgicos y coherentes, y queestos puntos de vista tienen una influencia considera-ble sobre cmo y qu aprenden los estudiantes desus experiencias en el saln de clases. Segn esto, lagente tiende a construir significados que son consis-tentes con el aprendizaje previo. El aprendizaje pue-de ser esperado y entendido en trminos de lo quelos estudiantes traen a la situacin de aprendizaje,ms cmo construyen el aprendizaje al relacionarellos los estmulos de la clase con sus experienciasprevias. Dicen Ausubel, Novak y Hanesian (1983),la manera de mejorar el aprendizaje es averiguar loque el aprendiz ya sabe y ensearle de acuerdo conello.

Por lo tanto, la enseanza de las ciencias debeconsiderar una reestructuracin de las ideas previasdel estudiante, ms que una simple adicin de infor-macin al conocimiento existente. En consecuencia,es importante tener la informacin sobre las ideasque el estudiante trae al saln de clases en la ense-anza de las ciencias, las ideas previas que ellosmanejan derivadas de sus experiencias anteriores.En la literatura existen varios trabajos de revisin alrespecto (Wandersee, Mintzes y Novak, 1994; Furi,1996).

A este conocimiento con que el alumno inter-preta y explica los hechos y fenmenos naturales, sele ha asignado una gran variedad de trminos, talescomo: nociones, ideas previas, concepciones ocreencias de los alumnos, conceptos errneos, fallosde comprensin, errores conceptuales, preconcep-ciones, ciencia de los nios, creencias ingenuas, ideaserrneas, teoras culturales, modelos personales dela realidad, etctera. (Fensham, 1983; Jimnez, Sola-no y Marn, 1994; Wandersee, Mintzes y Novak,1994).

Cada uno de estos trminos implica una tomade postura desde un punto de vista terico respectoa la construccin del conocimiento; as, pueden ubi-

carse dos enfoques diferentes: uno, centrado en elconocimiento cientfico que toma como referencialos modelos cientficamente aceptados; otro, centra-do en el conocimiento de los sujetos, cuya atencinse focaliza en la naturaleza de las concepciones delas personas. Sin embargo, actualmente existe coin-cidencia en que ambos enfoques tienen caractersti-cas que se superponen y la divisin no es tan drstica,de tal manera que las distintas denominaciones hansido empleadas como sinnimas (Rodrguez, 1999).

De acuerdo a esto, cada vez un mayor nmerode investigadores ha adoptado el trmino concep-ciones alternativas para designar el conocimientoque el estudiante trae al aula, por considerar que noslo se refiere a las explicaciones construidas por elestudiante basadas en la experiencia, para hacerinteligibles los fenmenos y objetos naturales, sinoque tambin expresa respeto al estudiante, ya queimplica que las concepciones alternativas son con-textualmente vlidas y racionales, y por otro ladotiene como fondo una visin interactiva y evolutivadel proceso de aprendizaje: ya que pueden llevar aconcepciones ms fructferas ----por ejemplo, las con-cepciones cientficas (Wandersee, Mintzes y Novak,1994; Furi, 1996). Adems, el trmino concepcin esuno de los ms neutrales e indica cmo el sujetoconstruye una representacin mental del mundo quele permite entender el entorno y actuar de formaapropiada, y el adjetivo alternativa establece unadistincin con las concepciones cientficas y, al mis-mo tiempo, concede a la concepcin derecho pro-pio, entidad en s misma (Rodrguez, 1999). Por estasrazones, en este trabajo se adopta este trmino.

En las investigaciones realizadas por lo menosen las ltimas dos dcadas, las concepciones alterna-tivas tienen toda una serie de caractersticas especia-les (Wandersee, Mintzes y Novak, 1994): Los estu-diantes acuden a la enseanza de las ciencias con unconjunto diverso de concepciones alternativas res-pecto a los hechos y objetos naturales; stas sonpermeables a la edad, la capacidad, el gnero y lasfronteras culturales de los estudiantes; son resistentesal cambio mediante estrategias de enseanza tradi-cionales; guardan semejanza con explicaciones defenmenos naturales ofrecidas por generaciones pre-vias de cientficos y filsofos; tienen su origen en unconjunto diverso de experiencias personales, inclu-yendo la observacin directa y la percepcin, ascomo las explicaciones de los profesores y de losmateriales instruccionales; los profesores a menudotienen las mismas concepciones alternativas que los


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estudiantes; las concepciones alternativas de los es-tudiantes interactan con las presentadas durante lainstruccin, dando como resultado muy diversosresultados de aprendizaje.

Las concepciones alternativas sobre laestructura de la materiaEn la literatura existe una gran cantidad de trabajosrespecto a las concepciones alternativas que mantie-nen los estudiantes en el rea de la qumica (Pozo,Gmez-Crespo, Limn y Sanz, 1991; Garnett yHackling, 1995; Gmez Crespo, 1996; Pfund y Duit,1998; Barker, 2000). Dentro de estos trabajos seencuentran los que tratan con la estructura de lamateria (Novick y Nussbaum, 1978, 1981; Nussbaumy Novick, 1982; Nussbaum, 1985; Llorens, 1988;Andersson, 1990; Renstrm, Andersson y Marton, 1990;Haidar y Abraham, 1991; Gabel y Bunce, 1994; de Vosy Verdonk, 1996; Pozo, Gmez y Sanz, 1999; Bena-rroch, 2000 a y b, 2001; Gallegos, 2002), un temamuy estudiado ya que se encuentra en cualquiercurrculo del nivel medio, as como por su impor-tancia para la comprensin de otros temas de laqumica y su relevancia social (Andersson, 1990). Eneste trabajo se pretende realizar una revisin de losestudios que se han llevado a cabo sobre las concep-ciones alternativas de los estudiantes de nivel mediosobre la estructura de la materia y las recomendacio-nes planteadas para su transformacin o comple-mentacin.

Todos los estudios al respecto coinciden en se-alar que los estudiantes mantienen sus concepcio-nes alternativas sobre la estructura de la materia, andespus de realizar estudios formales de qumica;esto es, mantienen sus representaciones macroscpi-cas, basadas en la apariencia directa de la realidadque conciben la materia como continua, esttica ysin espacios vacos entre sus partes; este pensamientode la vida diaria es dirigido hacia lo concreto yobservable. Los alumnos no alcanzan a dar explica-ciones a los fenmenos naturales. Suceden as por-que s. Ante la observacin de que el aire es com-presible y el agua lquida no, algunos estudiantesdirn: Es as. El aire se puede apretar y el agua no.

Cuando los alumnos trascienden esta etapa depensamiento continuo de la materia, penetran enotra en la que piensan que la materia est constituidapor partculas, no precisamente iguales a los tomosy las molculas de las ideas cientficas, sino las cualesmuchas veces mantienen algunas caractersticas dela materia en su conjunto. Es decir, si la materia es

de color ocre, esto sucede porque sus partculas sonocres tambin (Albanese y Vicentini, 1997); si lamateria se expande al pasar al estado gaseoso, elloocurre porque las partculas se expanden igualmen-te; si un metal es maleable, ello sucede porque lostomos que lo constituyen tambin lo son (Ben-Zvi,Eylon y Silberstein; 1986). Como vemos ste es unmodelo de constitucin de la materia que no tieneque ver con la concepcin cientfica al respecto y, sinembargo, es una concepcin alternativa muy arrai-gada entre los estudiantes.

Por otro lado, en el pensamiento cientfico, lamateria es concebida como discreta y dinmica, yentre las partculas hay espacios vacos; las partculasdinmicas son consideradas como un modelo rela-cionado al mundo observable de una manera hipo-ttico-deductiva (Andersson, 1990).

Analizaremos por separado las dos concepcio-nes alternativas de los alumnos: la concepcin con-tinua y la concepcin discreta.

La concepcin continuaEn esta concepcin la materia no tiene una estructu-ra microscpica. La materia est constituida por uncontinuo y las explicaciones acerca de los fenmenosse presentan mencionando las variables macroscpi-cas asociadas a esa caracterstica continua de lamateria: su masa o peso, su densidad, su estado deagregacin, etc. La idea de que el agua o la sal tenganuna estructura interna es algo que no tiene sentidopara los alumnos (Renstrm, Andersson y Marton,1990). Gmez Crespo (1996) es de la opinin de quelos estudiantes en la secundaria, e incluso en launiversidad, utilizan en muy poca proporcin elmodelo corpuscular de la materia y, cuando lo ha-cen, lo utilizan en una proporcin muy elevada deforma errnea. En general, dice, la mayora de losalumnos y alumnas recurren a respuestas en lasque describen el fenmeno a partir de las propie-dades macroscpicas de la materia, ms cercanas alas dimensiones fsicas del mundo real, frente a lasmicroscpicas del modelo corpuscular.

Novick y Nussbaum (1978) se propusieron cono-cer la estructura de las concepciones de los alumnosisraelitas (13-14 aos), para lo cual usaron un mtodode entrevista, la cual incluy tres fenmenos diferen-tes que involucraban a la fase gaseosa y el desarrollode ocho tareas, hallando, entre otros aspectos respec-to a las opiniones de los alumnos, que el aire no seasienta en el fondo de un recipiente debido a sugravedad especfica baja; aspecto que va de acuerdo



con una concepcin continua de la materia. En otrotrabajo, Novick y Nussbaum (1981) dicen que si bienlos estudiantes llegan a decir que el aire est hechode partculas invisibles, ellos no han abandonadorealmente su concepcin continua de la materia.Cuando se les pide, por ejemplo, dibujar una ima-gen completa de la estructura interna del aire,probablemente ellos llenan los espacios entre laspartculas hasta que llega a ser una imagen continuade puntos.

Por su parte, Andersson (1990) realiza una revi-sin de los estudios sobre la estructura de la materiay sus transformaciones y le da estructura y discutetoda la informacin que se ha encontrado hasta eseao. l tambin pone nfasis en que en el pensa-miento cotidiano, los alumnos conciben a la materiacomo continua y esttica, sin vaco. Sin embargo,considera que la idea del continuo no debe tomarsecomo incorrecta, sino como un modelo de mate-ria; ya que, en la mecnica de materiales, por ejem-plo, se supone que la materia es continua.

En su revisin, Andersson distingue cinco cate-goras de respuestas, o modelos de transformacinde la materia (cambio qumico) que luego aprovechapara describir los estados de agregacin, las transfor-maciones de fase y la conservacin de la cantidad desustancia:

Desaparicin. Literalmente, algunos alumnospiensan que la materia desaparece cuando, porejemplo, se evapora un charco o se solubilizaazcar en agua. Aunque los alumnos conciben quelas substancias no pueden cambiar sus cualidades,pueden aparecer de la nada o desaparecer sindejar huella (Renstrm, Andersson y Marton,1990).

Desplazamiento. Se refiere a un cambio de posi-cin de la sustancia, no a su desaparicin.

Modificacin. Implica que una sustancia retienesu identidad mientras algunas de sus propiedadess cambian.

Transmutacin. stas corresponden a concepcio-nes estudiantiles que seran prohibidas en qumi-ca, como por ejemplo que una substancia se trans-forme parcialmente en energa o que se transformeen otra sustancia sin considerar que contenga elmismo tipo de tomos (por ejemplo, que el hierrose transforme en carbn al oxidarse).

Interaccin qumica. Corresponde a las concep-ciones realmente cientficas sobre el cambio qu-mico.

As, los alumnos explican las reacciones qumi-cas con los modelos de desaparicin, desplazamien-to, modificacin y transmutacin. Hay que decir queestas explicaciones son compatibles con la concep-cin continua y esttica de la materia.

Gallegos y Garritz (2003) encuentran que un14.8% de los alumnos universitarios responden confrases de orden general, sin mencionar nada acercade partculas de materia, incluso cuando se les pideresponder a las preguntas con base en la estructuracorpuscular de la materia. Este dato corresponde al23% en el caso del estudio de Haidar y Abraham(1991), con muchachos del bachillerato.

As, el pensamiento de la vida diaria de nuestrosalumnos concibe primeramente la materia comocontinua y esttica; donde no existe el vaco. Elpensamiento se dirige hacia lo concreto y observa-ble. Los modelos de desaparicin, desplazamiento,modificacin y transmutacin, pueden verse comoun caudal de ideas compatible con este marco.

La concepcin discretaLa concepcin corpuscular de la materia se ha estu-diado desde diferentes aspectos, como las fases enque se encuentra, los cambios de fase, las reaccionesqumicas, las disoluciones, la difusin, la efusin, laconductividad elctrica y la emisin de luz, entreotras.

En cuanto a las concepciones de los alumnossobre los tomos, molculas y sistemas de partculas,los resultados indican que stos conciben la unidadms pequea de la materia como el estado final enun proceso de divisin (Pozo, Gmez-Crespo, Li-mn y Sanz, 1991). De acuerdo con esto, no essorprendente que proyecten propiedades macrosc-picas sobre los tomos y las molculas; por ejemplo,dicen que si el fsforo es amarillo, entonces lostomos de fsforo son amarillos, si el naftaleno huele,entonces los tomos de naftaleno huelen; y as, suce-sivamente. La proyeccin de las macropropiedadessobre el micromundo tambin se observa cuando sediscuten las transformaciones de la materia. Estosignifica que los modelos de desaparicin, desplaza-miento, modificacin y transmutacin, son aplicadosa los tomos y molculas. En general, los resultadosdescritos pueden interpretarse como indicativos deun conflicto entre, o una mezcla de, la concepcincontinua, esttica, sin vaco y la corpuscular, din-mica, de vaco.

En su primer trabajo, Novick y Nussbaum (1978)encontraron que los alumnos asimilan menos los


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aspectos del modelo corpuscular de la materia quems se alejan de su percepcin sensorial: 1) el espa-cio vaco, 2) el movimiento intrnseco y 3) la interac-cin entre las partculas. Los resultados ms notablesde este par de autores son:

1. Un 64 % de los estudiantes sugirieron espont-neamente que los gases estn compuestos departculas invisibles.

2. La tarea de explicar el llenado del espaciodisponible por un gas lleva a una concepcincorpuscular real de la materia. Si se concibe esellenado del espacio entonces se puede afirmarque no existe una concepcin continua de lamateria, sino definitivamente una discreta. Estosinvestigadores encontraron que uno de cada seisalumnos que hablaron de partculas en las res-puestas creyeron que las partculas no estabanhomogneamente distribuidas en el espacio,sino que se encontraban concentradas en algunaregin.

3. Slo un 35% de los alumnos contest afirmati-vamente acerca de la existencia del vaco entrelas partculas. Sin embargo, la gran mayora delos alumnos llenan el espacio con ms partcu-las, polvo, aire, etctera.

4. Alrededor de 40% de la muestra conciben quelas partculas estn en continuo movimiento enla fase gaseosa.

En su siguiente trabajo, Novick y Nussbaum(1981), realizan un estudio evolutivo sobre el mismotema, trabajando con alumnos desde nivel bsicohasta estudiantes universitarios, hallando nueva-mente que los aspectos ms difciles para los estu-diantes fueron el concebir la existencia del vaco, elmovimiento intrnseco de las partculas y las interac-ciones entre las mismas.

En 1984, Brook, Briggs y Driver llevaron a caboun estudio con 300 alumnos ingleses de 15 aos, elcual se denomin CLIS por las palabras inglesas paraEl Aprendizaje de las Ciencias por los Nios. Enl encontraron, entre otras muchas cuestiones que:

1. Ms del 50% de los estudiantes empleaban elconcepto de partcula, sin necesariamente com-prender elementos adicionales del modelo.

2. En el mejor de los casos uno de cada cincoestudiantes daban respuestas parcialmente com-pletas basadas en las ideas aceptadas cientfica-mente sobre las partculas (esta proporcin se

incrementaba a uno de cada tres para los alum-nos que haban cursado fsica o qumica).

3. Al menos uno de cada tres alumnos utilizabanideas alternativas sobre las partculas (concep-ciones mixtas), como que las partculas seexpanden y se contraen, que las partculas sevuelven calientes al calentar el material, o, inclu-sive, que las partculas se comportan como seresanimados.

4. Alrededor de uno de cada cuatro estudiantesdieron respuestas que no tenan que ver paranada con la existencia de partculas

Brook et al. (1984) encontraron que una propor-cin significativa de estudiantes de 15 aos usaronfuerzas atractivas entre las partculas de un gas paraexplicar la presin del aire. Algunos estudiantessugieren que la magnitud de las fuerzas depende dela temperatura. Otros estudiantes manifestaron queentre las partculas del estado slido no existen fuer-zas; en el reporte no se indica si estos ltimos estu-diantes tambin piensan que existen fuerzas entre laspartculas de un gas. Sin embargo, en otros estudios,segn Barker (2000), se informa que los estudiantesno aplican de manera consistente sus ideas a losdiferentes problemas, ya que el mismo estudiantepuede imaginar que entre las partculas de un gas,estas fuerzas estn presentes, pero no entre las part-culas de una sustancia slida.

De acuerdo con Barker (2000), el proyecto CLISinforma que ms de la mitad de la muestra us ideascorpusculares de manera consistente, como respues-ta a un amplio intervalo de preguntas que cubrieronlos estados slido, lquido y gaseoso. En otro estudiorealizado con estudiantes de 11-14 aos, se encontrque despus de una instruccin de dos aos, lamayora de ellos cambian sus ideas al modelo cor-puscular de la materia, incluyendo aspectos cientfi-camente correctos.

Nussbaum (1985) hace una revisin de cuatroestudios sobre la comprensin de los alumnos sobrela naturaleza corpuscular del estado gaseoso, realiza-dos en tres diferentes pases y que involucraron aalumnos de un amplio intervalo de edades. l en-cuentra que si bien, ms del 50% y hasta el 78 % delos alumnos pueden usar ideas corpusculares paradescribir la estructura del estado gaseoso, solamente de20 a 40 % puede concebir la nocin de espaciosvacos entre las partculas del gas y que stas tienen unmovimiento intrnseco. Nussbaum tambin sealaque en un estudio realizado en Inglaterra con una



muestra de 300 estudiantes de 15 aos, ms del50% emple ideas corpusculares para responder pre-guntas acerca de la materia; sin que esto necesaria-mente signifique que comprenden elementos esen-ciales del modelo cintico molecular. En este estudio,por lo menos uno de cada cinco estudiantes us ideascorpusculares alternativas (concepciones mixtas).

En otra parte, Nussbaum menciona que ancuando se emplee una estrategia de enseanza alter-nativa a las tradicionales, las concepciones alternati-vas persisten. En este sentido, es importante recono-cer que los conceptos de la teora corpuscular sonconstructos intelectuales basados en varias suposicio-nes que van ms all de la observacin directa. Unasuposicin importante que puede encontrarse en lateora cintico molecular, es que el comportamientocintico de las partculas hipotticas es anlogo enmuchos aspectos al comportamiento mecnico de loscuerpos; sin embargo, los alumnos estudian las ideascorpusculares generalmente antes de la mecnicaNewtoniana. As, usan concepciones alternativas quetienen caractersticas de una forma de pensamientoAristoteliana (caractersticas de los seres vivos en losno-vivos, un lugar natural de las sustancias, el vacoes imposible, etctera).

Gabel, Samuel y Hunn (1987) hacen un estudiocon candidatos a ser profesores de la educacinprimaria, y encuentran que todo un conjunto deconcepciones alternativas de los alumnos son repeti-das por dichos pre-profesores, hayan tomado o noun curso de qumica en su bachillerato:

En un mximo de tres de las catorce preguntas delcuestionario ponen un nmero de partculas dife-rente al del diagrama inicial, es decir, existenproblemas respecto a la conservacin del nmerode partculas.

Colocan los tomos ms grandes conforme setransforma un lquido en un gas, en lugar de alejarlas partculas cada vez ms.

Aaden lneas para mostrar el nivel de los lquidosen lugar de dejar que sean las partculas de msarriba las que sealen el lmite del lquido.

Dibujan las partculas en los gases en una formaordenada, ms que desordenada.

Despus de que una molcula se ha descompues-to, muestran las partculas en grupos intactos, enlugar de en grupos ms pequeos de tomos.

Un trabajo pionero en los pases de habla hispanaaparece en 1988, escrito por Juan Antonio Llorens,

en el que entrevista a 606 alumnos de entre 17 y 18aos. En este estudio Llorens incluye una preguntaacerca de qu existe entre las molculas de un gas,cuyas respuestas resultan ser sorprendentes, comovemos en la tabla 1.

Gallegos y Garritz (2003) encontraron una res-puesta similar entre estudiantes universitarios de qu-mica.

Otro punto en los que se dan concepcionesalternativas es el referente a las distancias entre lasmolculas en las diferentes fases de las sustancias.Respecto a las observaciones que se han realizado delas concepciones de los alumnos sobre sistemas deconjuntos de partculas, en el trabajo de Andersson(1990) se informa que algunos estudiantes (despusde haber tomado lecciones sobre la naturaleza cor-puscular de la materia) dibujan sistemas corpuscula-res de las fases slida, lquida y gaseosa de forma talque las distancias relativas entre dos partculas adya-centes son 1: 2-3: 6-7 (tomando como unitaria ladistancia en la fase slida), cuando las proporcionescorrectas son 1: 1: 10.

La propuesta de Haidar y Abraham (1991) secentra en las concepciones de 183 alumnos del ba-chillerato alrededor de los conceptos de disolucin,difusin, efusin y estados de la materia. Dividen lasconcepciones de los estudiantes en cinco grandesrubros:

1) No respuesta (NR) 2) General (G), respuestas que no incluyen el uso

de partculas 3) Partculas, en general, (PG) que incluyen las

respuestas incorrectas en las que los alumnos usantrminos de partculas diferentes a tomos ymolculas

4) Partculas especficas (PE), donde los alumnosemplean las palabras tomos o molculas, peroque no son compatibles con la concepcin cien-tfica y


Tabla 1. Respuestas a la pregunta: Si representamos todas las partculas delos distintos gases que componen una pequea muestra de aire comopuntos en un diagrama, Qu crees que hay entre estas partculas?

a) Hay aire entre las molculas 22.6%

b) Otros gases 34.8%

c) Nada 22.1%

d) Una sustancia muy ligera que lo rellena todo 13.4%

e) No lo s 6.4%

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5) Partculas correctas (PC), reuniendo bajo esterubro a las concepciones que van de acuerdocon la concepcin cientfica.

En la tabla 2 hemos colocado los porcentajes delas respuestas de acuerdo a cada uno de estos rubrospara cada uno de los conceptos explorados porHaidar y Abraham.

Pozo, Gmez Crespo, Limn y Sanz (1991) inte-gran en un libro las concepciones alternativas de losestudiantes sobre la qumica, dedicando toda unaseccin a las ideas de los alumnos sobre la estructurade la materia. Opinan que las nociones fundamenta-les que el alumno debiera adquirir durante la ense-anza secundaria son:

La materia est constituida por partculas Entre las partculas hay vaco La velocidad media de las partculas aumenta al

elevar la temperatura y disminuye al descender lamisma

Las partculas de una misma sustancia conservansu forma y tamao

En los gases, las partculas Estn muy separadas y, en comparacin con

su tamao, las distancias entre ellas son gran-des

Estn desordenadas Se mueven ms rpidamente que en los lqui-

dos y en los slidos En los lquidos, las partculas:

Estn menos separadas que en los gases, peroms que en los slidos

Estn menos desordenadas que en los gases,pero ms que en los slidos

Se mueven con menor velocidad que en losgases, pero ms que en los slidos

En los slidos, las partculas: Estn muy prximas

Estn ordenadas Vibran, en vez de moverse

Llegan a la conclusin de la notable dificultad paraque el alumno adquiera este nuevo marco interpre-tativo de la realidad. Las concepciones alternativasde los alumnos son difciles de cambiar, an cuandoellos se introduzcan a cursos de qumica posterioresa la secundaria. Dicen que no parece que el deseadocambio conceptual pueda lograrse en un limita-do nmero de sesiones, sino que parece ser un cam-bio a largo plazo que slo cobra sentido dentro deun currculo vertical. Sin embargo, aceptan que lasideas estudiantiles van paulatinamente prosperandohacia la concepcin cientfica, en una buena parte delos casos.

Gabel y Bunce (1994) resumen las concepcionesalternativas publicadas hasta ese momento en laliteratura. Llegan a la conclusin de que las siguien-tes ideas cientficas no son ideas intuitivas de losestudiantes y que les cuesta mucho trabajo accedera ellas: Que la materia est hecha de partculas, queesas partculas estn en movimiento y que una colec-cin de partculas tiene propiedades diferentes queuna sola partcula.

Garnett y Hackling (1995) en un trabajo querealizan con la finalidad de proporcionar una revi-sin ms amplia de la literatura sobre las concepcio-nes alternativas que mantienen los estudiantes de nivelmedio sobre diferentes temas de qumica, dividenstas en seis grupos: la naturaleza corpuscular de lamateria; enlace covalente, molculas y fuerzas inter-moleculares; ecuaciones qumicas; equilibrio qumico;cidos y bases; oxidacin y reduccin y electroqumica.

Respecto a la naturaleza corpuscular de la ma-teria, las concepciones alternativas de los estudiantesse agrupan en reas amplias:

la naturaleza y caractersticas de las partculas el espacio entre las partculas y la forma en que

estn dispuestas las molculas en las diferentes fases cambios de fase y los efectos de la temperatura.

Se observa que muchas de las concepcionesalternativas identificadas en este trabajo, estn aso-ciadas con las dificultades que tienen los estudiantespara visualizar la materia en trminos de un modelocorpuscular.

Borsese, Lumbaca y Pentimali (1996) muestranque cuando los estudiantes explican la evaporacin


Tabla 2. Porcentajes de respuestas en cada rubro

Concepto NR G PG PE PC

Disolucin 1.1 44.1 17.5 37.2 0.2

Difusin 1.1 41.5 11.5 33.3 12.6

Efusin 7.7 68.9 1.6 10.9 10.9

Estados de lamateria

2.7 53.6 1.6 7.7 34.4

Promedio 3.1 52.0 8.1 22.3 14.5


de una sustancia, solamente el 56% de ellos opinaque la composicin de la sustancia permanece cons-tante. Es decir, prcticamente la mitad de la muestraopina que la sustancia cambia durante el proceso deevaporacin. Resultados similares haban sido obte-nidos por Stavy (1990) quien explora la evaporacinde la acetona y la sublimacin del yodo. En el casode la acetona una alta proporcin de los alumnosopina que la sustancia desaparece al evaporarse,cuestin que no sucede con el yodo, debido al colorviolceo del gas despus de la sublimacin.

Algunos aos ms tarde, Johnson (1998) analizcon nios ingleses de la secundaria (11-14 aos)cambios en la construccin de modelos y encontrque los nios tienen una pobre idea acerca de laspartculas y si mencionaban la palabra, lo hacanatribuyndole caractersticas macroscpicas. Resu-me en cinco puntos las ideas que reflejan la natura-leza de la materia y sus caractersticas:

1. El espacio relativo entre las partculas es menoren los slidos, que en los lquidos, que en losgases.

2. Los alumnos muestran poca apreciacin sobreel movimiento intrnseco de las partculas.

3. Pocos nios mencionan la existencia de fuerzasde atraccin entre las partculas.

4. La idea de que el vaco se encuentra entre laspartculas en el estado gaseoso causa dificultadesentre los estudiantes.

5. Muchos nios atribuyen propiedades macrosc-picas a las partculas individuales.

Por su parte, Barker (2000) hace un trabajo amplia-mente documentado sobre las ideas alternativas delos estudiantes en la qumica; este trabajo es divididoen once reas conceptuales, dentro de las cuales seubican: estados de la materia; teora corpuscular ycambios de estado. Ella informa que los estudiantesde nivel medio no usan tan fcilmente ideas abstrac-tas tales como las de las partculas para responderpreguntas acerca de las propiedades de la materia,de tal manera que el pensamiento de que las sustan-cias son continuas persiste. Reporta que hay sugeren-cias de que los estudiantes no necesitan usar ideascorpusculares ya que su propia teora de la materiaha trabajado perfectamente bien para ellos.

Entrevistando de manera individual a 43 estu-diantes de distintas edades (9-22 aos) y nivelescognoscitivos, para analizar su capacidad de darexplicaciones corpusculares de la materia, Bena-

rroch (2000 a y b) encuentra cinco niveles explicati-vos en la construccin del conocimiento, los cualessintetiza como se muestra en la tabla 3.

Menciona que los alumnos de 12-13 aos son losque presentan un espectro ms amplio de nivelesexplicativos. Las diferencias siguen siendo importan-tes hasta los 16-17 aos, lo que sugiere la especialdificultad para la enseanza-aprendizaje de la mode-lizacin en la educacin secundaria.

Gallegos (2002) encuentra un paralelo histricocon las concepciones alternativas de los estudiantesuniversitarios. Toma como base las tres revolucionescientficas que ha sufrido la qumica, segn Jensen(1998 a,b,c), la molar, la molecular y la electrnica,y las asocia con las concepciones alternativas delos estudiantes, construyendo perfiles de modelosque se transforman conforme avanza la educacinuniversitaria de los estudiantes (Gallegos y Garritz,2003).

Estrategias docentes sobre la enseanza de laestructura de la materiaRecogemos en esta seccin las opiniones de variosautores respecto a las acciones que han decididoimplantar para mejorar la comprensin de los estu-diantes sobre el tema de la estructura de la materia.Son pocos los investigadores que van ms all deenunciar las concepciones alternativas de los alum-nos y se deciden programar, aplicar y evaluar accio-nes correctivas.

Andersson (1990) dedica la mitad de su artculosobre las concepciones alternativas acerca de la es-tructura de la materia a recopilar algunas implicacio-nes para la enseanza y para comentar algunos pro-yectos con nuevas formas de enseanza de los aosochenta del siglo pasado.


Tabla 3. Niveles explicativos en la construccin del conocimiento sobre laestructura de la materia, segn Benarroch.

I. No hay esquemas explicativos directamente relacionados con lomicroscpico. Sus esquemas son exclusivamente continuos.

II. Primeras explicaciones microscpicas fundamentadas en elementospercibidos (burbujas, huecos, partculas, etc.)

III. Explicaciones corpusculares con huecos entre partculas (huecos llenosde materia).

IV. Explicaciones corpusculares con vaco entre partculas (huecos vacos).

V. Explicaciones corpusculares con vaco, movimiento e interacciones entrepartculas.

Abril de 2003 99

El proyecto CLIS, por ejemplo, de Brook, Briggsy Driver (1984) est dedicado a la formacin deprofesores a partir de la asesora del grupo de inves-tigacin del Centro de Estudios en Educacin enCiencias y Matemticas de la Universidad de Leeds,Inglaterra. Se hace nfasis en la naturaleza hipotticay el desarrollo de la teora de partculas, a travs decuatro grandes pasos que tienen que ver con elconstructivismo y la teora del cambio conceptual:

1. Extraer al grupo de alumnos sus concepcionesalternativas.

2. Proveer experiencias re-estructurantes. 3. Proveer oportunidades para aplicar las nuevas

ideas. 4. Revisar cualquier cambio que se presente en las

ideas de los alumnos.

Por su parte, el proyecto MAM, Materia y Molculas,fue presentado por el grupo de la Universidad delEstado de Michigan formado por Berkheimer, An-dersson y Blakeslee (1988) y aplica un mtodo deenseanza consistente en cinco pasos, basado en latcnica de resolucin de problemas:

1. Establecimiento del problema. Convencer a losestudiantes que ellos estarn trabajando sobrecuestiones interesantes sobre las cuales todavano conocen las respuestas.

2. Modelado. Mostrar a los estudiantes cmo pro-ceden los expertos a resolver el problema.

3. Entrenamiento. Dar a los alumnos oportunida-des de resolver el problema mediante la explo-racin del andamiaje de pasos para lograrlo.

4. Desvanecimiento. Continuar la prctica, de talforma que la cantidad de apoyo se vea gradual-mente reducida, hasta que se desvanezca.

5. Mantenimiento. Proveer oportunidades paraque los alumnos apliquen los conceptos y estra-tegias aprendidas para resolver otros problemasen otros tiempos.

Segn Lee, Eichinger, Anderson, Berkheimer y Bla-keslee (1993) este proyecto MAM fue diseado paraayudar a los estudiantes a:

1) Integrar el conocimiento cientfico con sus con-cepciones existentes.

2) Utilizar el nuevo conocimiento conforme ellosdescriben, explican y predicen fenmenos delmundo real.

Estos autores emplearon un libro de ciencia (ellibro del alumno), un libro de actividades y las guaspara los profesores tanto del libro de ciencia comodel de actividades. Emplearon tambin pruebas delpiz y papel, entrevistas clnicas, observacionesde clases seleccionadas y retroalimentacin con losprofesores. Obtienen como conclusin que los alum-nos de sexto grado de la enseanza elemental tienengrandes dificultades para comprender los aspectosfundamentales de la materia y las molculas: que lamateria est constituida de pequeas partculas, llamadasmolculas, que estn en constante movimiento. Los resul-tados alertaron a los profesores y a los investigadoresque muchos estudiantes aprendieron a utilizar unlenguaje molecular como un barniz, sin cambiarsustancialmente sus concepciones originales sobre lamateria.

No obstante, los resultados del estudio de Novaky Musonda (1991) alientan a que los nios a quienesse ha impartido, a una edad joven, una introduccincuidadosamente controlada de concepciones cient-ficas ms bien complejas, tienen un marco concep-tual ms adecuado para los cursos posteriores. Aosantes, Mitchell y Kellington (1982) concluyen que elsexto grado de la enseanza elemental es el mejormomento para empezar el estudio de la estructuracorpuscular de la materia. Tambin concluyen quehasta antes del sexto grado no se debe avanzar msall de los cambios de fase, con una presentacin deltema de una forma concreta. Como vemos, existenposiciones contrapuestas en cuanto a la bondad delos resultados obtenidos.

Segn Pozo, Gmez, Limn y Sanz (1991) lostres ncleos conceptuales que el alumno debe domi-nar para comprender la Qumica son:

La comprensin de la naturaleza discontinua dela materia. Estamos de acuerdo con estos autoresen que no concebir la naturaleza corpuscular esuna limitacin fundamental para el aprendizajede la qumica.

La conservacin de propiedades no observablesde la materia. La materia puede sufrir transforma-ciones que habitualmente se clasifican como cam-bios fsicos o qumicos. En los primeros se conser-van las sustancias que intervienen, se mantiene suidentidad y no cambia su estructura microscpica.Mientras tanto, en los cambios qumicos la identi-dad de las sustancias que participan se modifi-ca, cambiando por lo tanto su estructura micros-cpica.



La cuantificacin de relaciones. sta se entiendecomo la representacin cuantitativa de las leyesfsico-qumicas y su aplicacin prctica.

Con relacin al primer punto, el obstculo fun-damental para los estudiantes subyace en la repre-sentacin de lo no observable. En la medida en queel alumno debe abandonar los indicios perceptivoscomo fuente de representaciones con respecto a laestructura de la materia, carece de ningn otro cdi-go de representacin alternativo. Dicho en otraspalabras, si las imgenes que el alumno recibe delmundo no son suficientes para que comprenda laestructura de la materia, el papel de la enseanza esproporcionarles sistemas de representacin alterna-tivos que les permitan conocer su naturaleza. Pareceser que los sistemas proposicionales que se les pro-porcionan ----matemticos, algebraicos o mediantesmbolos qumicos----, junto con una utilizacin muyescasa de representaciones analgicas ----basadas enimgenes----, no resultan suficientes. De ser cierta estainterpretacin, se precisara un esfuerzo en la elabo-racin de sistemas de representacin alternativospara la didctica de la qumica, no slo analticos oproposicionales, sino fundamentalmente analgicos.As, la analoga debe desempear una labor especialen la enseanza de las ciencias y muy especialmenteen el caso de la qumica.

En su estudio sobre los niveles explicativos en laconstruccin del conocimiento sobre la naturalezacorpuscular de la materia, Benarroch (2000 b) en-cuentra que los esquemas iniciales de los alumnossufren una evolucin importante con el desarrollo ycon el aprendizaje, aunque no se sabe qu cambiosse deben a la interaccin fsica y social con el medioy cules a la instruccin especfica. Sin embargo,encuentra que la instruccin sobre lo que piensan loscientficos, favorece los cambios conceptuales de losniveles originales (ver el prrafo correspondienteantes del inicio de esta seccin) a los contiguossuperiores, pero esto es cierto cuando la distanciaentre niveles es de carcter cualitativo, ya que cuan-do la barrera que los intercepta es de carcter gene-ral, el cambio conceptual resulta ms difcil y quizsslo posible a ms largo plazo.

Benarroch (2001) dice que realizando un anlisisminucioso de la abundante bibliografa sobre con-cepciones de la naturaleza corpuscular de la materia,se encuentran contradicciones y cuestiones sin res-ponder. Algunas de stas, dice, se podran deber a laausencia de estudios evolutivos que mostraran cmo

se desarrolla el conocimiento de los alumnos en estarea especfica. Tambin podran deberse a la ausen-cia de marcos tericos que, haciendo uso de la psi-cologa cognoscitiva, permitieran pasar de la descrip-cin de los niveles de conocimiento a su interpretacinen trminos de constructos no observables de lacognicin humana. Su hiptesis es que esta forma deactuar permite alcanzar implicaciones didcticas fun-damentadas.

Dentro de otros aspectos, los resultados de suestudio cognitivo o de desarrollo, sugieren objetivosdiversificados para la educacin primaria y para lasecundaria. As, para la primera podra pretenderseel desarrollo cognoscitivo desde el punto de vistamacroscpico. En la secundaria se procurara elcambio a travs de los niveles III, IV y V de realiza-cin cognoscitiva (ver la tabla 3). En este caso, diceque, ms que pretender un cambio o reestructuracinsbita, se requiere de una revisin lenta del sistemaconceptual inicial a travs de la incorporacin, coor-dinacin y diferenciacin gradual de esquemas.

Vanessa Barker (2000) incluye una seccin acer-ca de implicaciones para la enseanza despus dela descripcin de cada concepcin alternativa. Porejemplo, en el tema de la naturaleza corpuscular dela materia sugiere las siguientes ideas para prosperaren alcanzar las concepciones cientficas:

1. Usar preguntas diagnsticas para fomentar quelos alumnos hablen de sus concepciones.

2. Emplear las respuestas de los alumnos a esaspreguntas para iniciar la enseanza, mostrandolas inconsistencias que tienen las ideas sin part-culas de forma explcita.

3. Presentar nuevos materiales y demostraciones oexperimentos que empleen el modelo de par-tculas explcitamente.

4. Reforzar las nuevas ideas consistentemente entodas las oportunidades que se presenten en laclase de ciencias.

Basadas en la teora de Mayer de las ilustraciones efectivas,la cual se fundamenta en el modelo del procesamien-to de la informacin (Gabel, 1999; Johnstone, 1997)y la teora del aprendizaje significativo de Ausubel,en un estudio reciente y muy especfico, Bunce yGabel (2002) plantean la hiptesis de que la ensean-za de la naturaleza corpuscular de la materia, usandoimgenes bidimensionales de las interacciones at-micas y moleculares para guiar a los estudiantes a unentendimiento visual de los fenmenos qumicos,


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puede ser suficiente para detectar una diferencia enla habilidad de los estudiantes para la resolucin deproblemas. Es ms, sugieren que los diagramasde partculas, usados como ilustraciones simples delas interacciones de tomos, molculas o iones, pue-de afectar el aprovechamiento diferencial de hom-bres y mujeres.

As, realizan un estudio con estudiantes de qu-mica del nivel medio superior, en el cual forman dosgrupos: uno de tratamiento y otro de control. Alprimer grupo se le presentaron los conceptos qumi-cos usando tres representaciones (Gabel, 1999): unademostracin macroscpica, seguida de una explica-cin de lo que se ha visto empleando ideas de partculasy luego una presentacin de la representacin simblicade la qumica usando ecuaciones y/o frmulas. Algrupo de control se le ense usando slo dos repre-sentaciones (macroscpica y simblica).

Sus resultados indican que las mujeres, comogrupo, que tienen las mismas habilidades de razona-miento lgico que los hombres, obtienen resultadosms bajos que stos en una prueba de conocimientoqumico previo. Sin embargo, al instrurseles conestos elementos visuales de la naturaleza corpuscularde la materia, mejoran sus resultados de aprovecha-miento global al mismo nivel que los hombres quereciben el mismo tipo de instruccin, y estos resulta-dos, al mismo tiempo, son significativamente msaltos que el de las mujeres que no reciben este tipode instruccin.

Ms all de las concepciones alternativasWandersee, Mintzes y Novak (1994) hacen refe-rencia al futuro de la investigacin sobre concepcio-nes alternativas preguntando a varios lderes a dn-de debemos ir a partir de aqu? Las respuestaspueden generalizarse en el siguiente declogo deopiniones, en ocasiones contrapuestas:

1) La investigacin se mueve de la descripcin deconcepciones alternativas al entendimiento delproceso del cambio conceptual. Un nmero deinvestigadores fueron escpticos respecto a lateora del cambio conceptual pero lo ven comoun buen punto de partida.

2) Existe la necesidad de un fundamento tericoque pueda describir, predecir y explicar las con-cepciones alternativas.

3) Algunos investigadores piensan que buscar lacausa de las concepciones alternativas es msprometedor que buscar su cura.

4) La pregunta de cuntos ms y qu tipo de estu-dios se requieren permanece abierta.

5) La dimensin cultural del fenmeno de las con-cepciones alternativas parece listo para la explo-racin productiva.

6) Varios expertos ven la necesidad de integrarhallazgos de investigacin acerca de concepcio-nes alternativas con aquellos de dominios rela-cionados (investigacin en solucin de proble-mas, en educacin en matemticas y en lasciencias cognitivas).

7) Algunos expertos proponen establecer una mo-ratoria para los estudios sobre concepciones al-ternativas, para que podamos analizar, integrary asimilar lo descubierto hasta ahora.

8) Algunos expertos apuntan que las concepcionesalternativas no son todas de la misma ropa yque se requiere un nuevo sistema de caracteri-zacin.

9) Fue sugerido a menudo la necesidad de traducirlos hallazgos de investigacin sobre concepcio-nes alternativas en lecciones prcticas que losprofesores puedan utilizar en sus clases.

10) La mayora de los expertos ven el campo deinvestigacin sobre concepciones alternativascomo poseedor de potencial para llevar a mu-chos hallazgos importantes, si los estudios futu-ros son cuidadosamente diseados para ser msanalticamente complejos que lo que han sidolos estudios anteriores.

Los autores se afilian finalmente a la primera delas recomendaciones: sugerimos que los educado-res de las ciencias se inquieten ms ampliamente conla meta de entender y promover el cambio concep-tual en la enseanza y el aprendizaje de las cienciasnaturales. Esto no implica que los conceptos de losaprendices de ciencias puedan ser siempre totalmen-te cambiados [] pero la re-estructuracin concep-tual es el corazn de la enseanza y el aprendizajede la ciencia, sea que el currculum pretenda produ-cir ciudadanos letrados en ciencia, fsicos ganadoresdel premio Nobel o mdicos calificados. Tal enfoquepromover la colaboracin de cientficos de las cien-cias naturales, especialmente biologa, fsica y qumi-ca, con los docentes de las ciencias, as como conotros cuyo trabajo pueda ayudarnos a entender lare-estructuracin cognitiva a varios niveles y en si-tuaciones similares (i.e. historiadores, socilogos yfilsofos de la ciencia, cientficos cognitivos, etngra-fos y antroplogos).



Campanario y Otero (2000) realizan un estudiodonde abordan otras posibles causas de las dificultadesen el aprendizaje de las ciencias, adems de lasconcepciones alternativas; ellos dicen que es necesa-rio ir ms all y tratar:

las pautas de pensamiento y razonamiento de losalumnos,

sus concepciones epistemolgicas y sus estrategias metacognitivas.

Respecto al primer punto mencionan que los alum-nos, y tambin los profesores, recurren con frecuen-cia a metodologas superficiales (Carrascosa y Gil, 1985),cuando se enfrentan a problemas de una maneraacrtica, lo cual a menudo los lleva a cometer errores;segn esto, estas pautas de actuacin estn profunda-mente arraigadas en los alumnos y los profesores, yque sin un cambio metodolgico no es posible elcambio conceptual.

Con relacin al segundo, se ha encontrado quelos alumnos tienen sus propias concepciones episte-molgicas, es decir, mantienen concepciones ycreencias propias sobre la naturaleza de la ciencia ydel conocimiento cientfico y, adems, sobre suspropios procesos y productos del aprendizaje. Estasconcepciones suelen ser inadecuadas, ya que, porejemplo, muchos alumnos piensan que aprenderciencias es aprender, fundamentalmente, frmulasque permiten resolver ejercicios o aprender hechosy fenmenos que los cientficos han ido descubrien-do a lo largo del tiempo (Hammer, 1995). El procesode aprendizaje tambin se ve influido por las concep-ciones epistemolgicas de los alumnos.

Como ejemplo del tercer punto, Campanario yOtero (2000) indican que el conocimiento de lospropios procesos y productos cognitivos, de las pro-piedades de la informacin, los datos relevantes parael aprendizaje o cualquier cosa relacionada con los proce-so y productos cognitivos, esto es, la metacognicin,tambin influye en el proceso de aprendizaje; el apren-der a aprender sera tanto un medio de mejorar elpropio aprendizaje como un objetivo valioso en smismo.

Pozo, Gmez y Sanz (1999) retoman el problemade la naturaleza del cambio conceptual acerca de lanaturaleza de la materia. Estos autores han apuntadouna ltima versin y comprensin del fenmeno delcambio conceptual, de aqu la importancia de queconcluyamos este artculo con este punto de vista.Apuntan los autores que despus de haber estudiado

qumica en la escuela secundaria, y an en la univer-sidad, muchos estudiantes mantienen sus concepcio-nes alternativas sobre la materia. As, en lugar deinterpretar la materia en trminos de repre-sentaciones microscpicas, los estudiantes conservansus representaciones macroscpicas, basadas en laapariencia directa de la realidad, es decir, concibenla materia como continua, usualmente esttica y sinvaco entre sus partes. Los resultados del aprendizajede la qumica nos sugieren que, como ocurre en otrosdominios de la ciencia, las teoras personales (en estecaso basadas en representaciones macroscpicas) noson reemplazadas en la mayora de los estudiantespor la teora cientfica enseada (basada en repre-sentaciones microscpicas).

Sugieren, despus de apuntar lo anterior, quequizs el cambio conceptual no necesariamente in-volucra el reemplazo de una clase de representacinpor otra, sino la coexistencia e integracin de dife-rentes representaciones emplendolas para diferen-tes tareas. Esta interpretacin es consistente con lasteoras ms recientes de representacin cognitiva, talcomo la de los modelos mentales, que mantiene laexistencia de mltiples representaciones mentalesque compiten por su activacin en cada tarea o paracada contexto. Culminan su artculo, despus deestudiar 120 sujetos hispanos de entre 12 y 17 aos,considerando que el cambio de la funcin cognitiva----de descriptiva a explicativa---- es el objetivo centraldel cambio conceptual en qumica. De esta manera,aprender qumica no requiere el reemplazo de lasrepresentaciones previas, sino un cambio en su fun-cin cognitiva, integrndolas en nuevas teoras omodelos conceptuales, que proveern a las repre-sentaciones viejas con un significado diferente y msterico. Por lo tanto, las representaciones macrosc-picas, tiles para describir el mundo en que vivimos,no necesariamente sern removidas, sino meramen-te cambiadas, en el sentido de re-interpretarlas des-de un nuevo punto de vista terico. En este sentido,la enseanza de las ciencias no debe pretender reem-plazar concepciones alternativas por conceptoscientficos, sino lograr que los estudiantes reflexio-nen entre las diferencias conceptuales y funcionalesentre estos dos sistemas de conocimiento aparente-mente traslapados, a travs de un proceso de con-ciencia metacognitiva. Podramos decir que Pozo etal transforman la visin del cambio conceptual enuna de complementacin representacional meta-cognitiva.


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ConclusionesHemos visto la multitud de concepciones alternati-vas de los estudiantes que finalizan la escuela secun-daria, alrededor de la estructura de la materia. He-mos revisado la dificultad planteada en los artculospara superar dichas concepciones alternativas, men-cionndose en muchos casos que el cambio concep-tual es algo slo factible de alcanzar en el medianoplazo, repitiendo los conceptos pausadamente en losotros niveles de la enseanza, sobre todo los micros-cpicos.

Podramos atribuir el xito de los proyectos CLISy MAM a la introduccin del concepto de partculadesde la enseanza secundaria, momento en el queparece haber consenso en la oportunidad de dichapresentacin.

Vemos que tanto el trabajo de Bunce y Gabel(2002), como el de Pozo, Gmez, Limn y Sanz(1991) concluyen acerca de la necesidad de emplearimgenes de las interacciones atmicas y molecula-res u otro tipo de representaciones analgicas paramejorar el aprendizaje de la estructura corpuscularde la materia. Quizs fuera conveniente desarrollarmodelos computacionales adecuados y evaluar losque ya se han diseado, para representar de unaforma atractivamente visual todos estos aspectos.

No cabe duda de que es necesaria ms investi-gacin que pueda constatar las virtudes y las defi-ciencias de las estrategias didcticas planteadas hastahoy para abordar el tema de la estructura de lamateria, pero ms investigacin esperamos que apa-rezca sobre el diseo y validacin de nuevas estrate-gias para atacar este inquietante, fascinante y retadorproblema. ?Referencias bibliogrficasAlbanese, A. and Vicentini, M., Why do we Believe that an Atom

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Abril de 2003 105

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