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CONTENIDO

BOGOTÁ D. C.

MAESTRÍA EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS

2009

Didáctica Ciencias UAC

Volumen 1 n° 2

Dic. 08/2009

1. El contexto y la situación en el proceso de enseñan za /aprendizaje de las ciencias. 2. Situaciones físicas problemáticas: una estrategi a

3. Resolución de problemas vs. Cobertura educativa

4. Ensayo: Resolución de Problemas

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

OTRA MIRADA

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El contexto y la situación en el proceso de enseñanza /aprendizaje de las ciencias.

Monroy Rodríguez Maritza Estudiante de Maestría en Didáctica de la Ciencia

La enseñanza y aprendizaje de las ciencias ha ido evolucionando a lo largo de la historia, mostrando la magnificencia de la humanidad, frente a sus construcciones e interpretaciones, donde cada uno le da un valor mas o menos significativo, dando paso a la consolidación de sus propias creaciones. Todas ellas basadas en la naturaleza como el insumo fundamental en la construcción del conocimiento.

El conocimiento que en la actualidad parece estar en el aire, que se manipula diariamente por medio de un conjunto de aplicaciones, toma matices diferentes de acuerdo al actor del conocimiento, quien está constantemente presente entre dos procesos educativos: enseñar y aprender. El primero implica una serie de procesos comunicativos para llegar a la transmisión del conocimiento, mientras que el aprendizaje es el conjunto de acciones que se dan en la adquisición de cierta información (Navarro, 2004).Pero cada uno de ellos se entremezclan en un conjunto de objetivos formativos de índole educativo. Enseñar/aprender ciencia forma parte de una cultura de construcciones como: “conquistas humanas”(Sanmartí, 2002), donde la enseñanza ha posibilitado el acceso a nuevas fuentes de información útiles y relevantes para cada individuo como ser único, que posee unas capacidades y visiones determinadas, consecuentes a su contexto. Es decir que las “conquistas humanas” han sido mediadas por unas situaciones particulares para cada época histórica y para cada sociedad. La historia, la sociedad, la economía, la cultura y la naturaleza, entre otros; son algunos de los aspectos mas determinantes a la hora de afrontar situaciones particular, no solo por el simple hecho de pasar un obstáculo o de evitarlo, sino por lo contrario, por el valor que adquiere en cuanto a su significado, a la hora de tomar diversos elementos en pro de su solución. Afrontar situaciones o solucionar problemas en el campo de la ciencia, se liga al estudio de los fenómenos naturales, desde las ideas espontaneas que puedan surgir entorno de cada uno de ellos, como los fundamentos teóricos que les puede rodear. Para solucionar un problema se hace indispensable contar con un campo de conocimiento, o con un referente que ubique y contextualice la situación con la finalidad de aportar con instrumentos y herramientas en la solución del mismo. Los problemas no siempre surgen de la misma forma, cada uno de ellos tiene una particularidad, pero suelen platearse de forma abierta o cerrada, demarcándolos en unas tareas especificas que pueden ser de índole cualitativo, cuantitativo, experimental o creativo, y se pueden abordar de diferente forma, según el individuo lo considere pertinente (Perales, 2000).

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En el campo de la educación y mas aun en el que hacer del aula, resolver problemas se torna en la solución de talleres con “n” cantidad de ejercicios, que son considerados en muchas ocasiones como “enunciados de situaciones problema”, pero que al final de cuenta, no transcienden a un campo mas amplio del saber, simplemente se centran en un proceso logarítmico. Pero si bien la aritmética, y demás construcciones han permitido que el conocimiento científico evolucione, y tenga un fundamento que compruebe su veracidad e importancia en la realidad, la enseñanza/aprendizaje, no solo se puede quedar en este ámbito, debe tomarse el trabajo de participar en otras tareas especificas, que sean complemento unas de otras, donde, al cualificar se establezcan elementos experimentales que conlleven a lo creativo y se comprueben en los cuantitativo. Recordemos que el proceso de enseñanza y aprendizaje, es un proceso que permite llegar al conocimiento por medio de un conjunto de situaciones, no solo se pueden quedar en enunciados, sino por lo contrario, implica actuaciones, siendo parte del proceso de construcción de la ciencia

misma, “ la enseñanza de las ciencias debe ser sobre ciencia y en ciencias” (Matthews, 1994). Nunca se puede comparar lo que siente un conductor de autos de carrera, con lo que experimenta un espectador, pues los dos aunque en el mismo contexto, no participan en la situación de la misma forma, uno esta viviendo cada curva constantemente, variando su aceleración, y experimentando diversos cambios. Mientras el otro, solo es un espectador, que tal vez quisiera estar allí, pero por diversas situaciones, solo mira vuelta tras vuelta. Es decir que el valor que se le da a las situaciones y como se afronten, varia de acuerdo al acercamiento que se tenga con cada una de ellas. En el aula, no es fácil lograr en un cien porciento tener un acercamiento tan significativo con el aprendizaje de las ciencias, pero es necesario hacer un balance de las inquietudes de los actores del proceso de enseñanza/aprendizaje, es decir que el docente también debería reevaluar sus practicas, pues no se trata de sus intereses, sino de captar el interés de los estudiantes, haciendo significativo su aprendizaje. El docente y el estudiante, deben enfrentar juntos la situación problema, no como extremos, sino por lo contrario como complemento para llegar a la construcción del conocimiento, sin necesidad de ubicarlos dentro de un proceso estándar y único, por lo contrario que sean variables, innovadores, semilleros de retos para el estudiante, e incentivados por aprender ciencias.

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Las ciencias como una “conquista humana”, implica que ha sido fruto de un desarrollo histórico, mostrando situaciones problema que se presentaron en determinadas épocas, y no siempre han sido las mismas, por lo contrario fueron un reto para los científicos, significaron experimentar miles de veces, evaluando elementos cualitativos y cuantitativos, hasta llegar a una solución. La Historia de la Ciencia en la enseñanza de la ciencia, permite: generar ideas de la ciencia desde si misma, retomar la validez de datos, ilustrar similitudes entre situaciones y sobre todo establece parámetros particulares y claros (Chinn y Brewer,1993). Por tanto se hace relevante al aula de clase, siendo un elemento importante en el balance del docente como del estudiante, replicando situaciones experimentales, que permitirán esclarecer el conocimiento. La idealizaciones de la ciencia más humana, comprensible y explicita como útil (Mattews, 1994); reconociendo que la ciencia posee unos objetivos teóricos que no deberían verse en contravía del mundo y de los fenómenos que en el surgieron. Contribuyendo con un carácter general propiciando la madurez intelectual y humana dando un enfoque interdisciplinar de los desarrollos científicos, logrando que los estudiantes analicen y valoren críticamente las realidades del mundo, por medio de la resolución de problemas, que fueron y seguirán siendo, parte del conocimiento científico.

BIBLIOGRAFÍA CHINN, C. Y BREWER, W. (1993). The Role of Anomalous Data in Knowledge Acquisition: A Theoretical Framework and Implications for Science Instruction. Review of Educatinal Research 63(1): 1-49. MATTHEWS, M. (1994). Historia, filosofía y enseñanza de las ciencias: la aproximación actual. Enseñanza de las Ciencias, 12, 255-277. NAVARRO, R. (2004). El concepto de enseñanza-aprendizaje. México: Red Iberoamericana de Investigación sobre Cambio y Eficacia Escolar. PERALES, F. (2002). Resolución de problemas. Madrid: Síntesis.

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Situaciones físicas problemáticas: una estrategia

Heriberto Parra

Estudiante de Maestría en Didáctica de la Ciencia

Resumen

Se presenta una didáctica que permite; generar actitudes; integrar las ciencias desde el método y en su función construir conceptos, a partir de varios ambientes, problémico, comunicativo, colaborativo, experimental y tecnológico. El documento hace una retrospectiva de la enseñanza a partir de la resolución de problemas, haciendo visibles los cuestionamientos y perspectivas.

Problema

La situación de la enseñanza de la Ciencias Naturales es presentada por varios autores como crítica en cuanto a la resolución de problemas se refiere, este cuestionamiento tiene múltiples causas que señalan la urgente necesidad de asumir el desafío hacia un cambio en las perspectivas de mejorar la actividad educativa en el aula.

No hay duda, que el conocimiento se origina en una pregunta, pero, la re-construcción conceptual que se da en la escuela en general obedece a un conocimiento ya hecho, las cosas funcionan así por naturaleza, “las cosas se definen por la evidencia superficial: Las cosas funcionan así porque están hechas para que funcionen así. No nos preguntamos ¿porqué funcionan las cosas?” (Segura, 1993)

Analizar la resolución de problemas supone debatir preguntas tales como: ¿Qué es un problema?, ¿Cómo resolverlo? y ¿Qué estrategias llevan a la solución y al análisis de los resultados?

Mirada retrospectiva sobre resolución de problemas

Resolver problemas ha sido un método empleado desde hace mucho tiempo para apropiar teorías y reglas de correspondencia, estos son generalmente planteados como actividades de fin de clase o curso y como medio de evaluación en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias; dando un peso considerable al tiempo que los estudiantes dedican a la resolución de problemas.

Varias investigaciones muestran que la mayoría de los llamados problemas son simples ejercicios de lápiz y papel, y que en efecto el alumno debe repetir y ejercitar unos procedimientos propios de la “ciencia”, lo que implica diseñar algoritmos operativos de resolución; algunas propuestas, que plantean soluciones las indicamos brevemente, a continuación.

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• Se indica un procedimiento de tipo algorítmico, que se lleva a cabo en doce pasos, los tres primeros identifican el problema, los siete siguientes extraen datos, analizan y cuantifican la situación y, finalmente los tres últimos analizan y cuestionan la solución. (Moreira, 1981)

• En varios trabajos cuestionan la didáctica de la resolución de problemas y defienden la utilidad y el potencial de uso de problemas no convencionales (de enunciado abierto). Consideran que un problema es una situación para la cual no se tiene una respuesta elaborada de entrada, por tanto la solución se debería enfocar como una investigación científica. Una de las causas del fracaso generalizado de los estudiantes en la resolución de problemas según esta perspectiva es culpa de la propia didáctica empleada. (Gil, 1998a)

• Describe cómo profesores de física de secundaria construyen socialmente la resolución de problemas en sus interacciones diarias de clase con los estudiantes. (Contreras, 1992)

Al parecer, tanto los llamados ejercicios “tipo” como los problemas están descontextualizados del entorno escolar del alumno, del maestro y de las comunidades particulares.

Otros autores, sugieren que resolver problemas requiere un entendimiento profundo de la situación, los estudiantes necesitan interpretar y entender la situación cualitativamente para aplicar los principios físicos relevantes. (Tao, 2001)

Estrategia didáctica

En todos los anteriores trabajos, subyace la idea de que existen estadios en el proceso de solución de un problema y que es la representación interna que construye el sujeto luego de leer el problema lo que guía el proceso de solución. (Buteler, Gangoso, Brincones y González, 2001)

Resolver problemas implica interiorizar al estudiante en un contexto problematizado, donde exista sistemática y reiteradamente la oportunidad de poner en práctica las formas de pensamiento y la acción de la actividad científica. Becerra y otros presentan como: “las situaciones abiertas que requieren poner en práctica formas de pensamiento características del trabajo científico, sino como ejercicios de aplicación de la teoría que los estudiantes deben asimilar y reproducir”. (Becerra, Gras-Martí, y Martínez, 2004)

A partir de lo anterior se generó una didáctica producto de un estudio epistemológico y metodológico (de la ciencia en procesos de desarrollo del pensamiento); tecnológico (en la búsqueda de programas interactivos); axiológico (en la búsqueda de los valores de un ser integral). La epistemología permite ver tres paradigmas filosóficos bien diferenciados que cobran suficiente valor, si se tiene en cuenta que los individuos pasan por cada uno de ellos en el aprendizaje de la ciencia (filogénesis), cada paradigma tiene su fuente de estudio, su método, y genera en los individuos inmersos en ellos, unas actitudes, unos valores (axiología), una forma de explicar, una manera de pensar que puede producir conocimiento. Cada paradigma tiene la anterior propiedad pero con elementos nuevos, visualizado en el paso de una ciencia observacional, a una ciencia

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experimental y luego a una ciencia teórica o si se puede decir racional (ontogénesis). En lo tecnológico se observaron programas interactivos, multimediales desplegables a micro mundos que permiten la simulación de eventos y fenómenos.

La didáctica se da como un proceso que comienza con la búsqueda de una situación problemática que motive y genere desequilibrio, se persigue en el estudiante interés e interiorización del problema a investigar (Levinas, 1986). El alumno una vez tiene claro el problema y lo asimila identifica las variables que desde su conocimiento piensa depende el problema, luego describe y escribe el proceso que va a seguir para la medición y manejo de estas, en esta parte del proceso se persigue que el alumno sea capaz de escribir lo que piensa (Harlen, 1989).

El siguiente paso es formular sus hipótesis oralmente frente al grupo contrastándolas desde el argumento con sus compañeros, esto lo hacen los científicos cuando piensan en teorías provisionales, estas anteceden al experimento. Luego se acude al laboratorio a desarrollar el experimento, el cual esta descrito paso a paso en el proceso que se diseñó, el experimento se hace con el fin de contrastar instrumentalmente las predicciones hechas, comprobar las hipótesis. (Gallego y Pérez, 1992) Los datos tomados son analizados, graficados y confrontados de tal manera que se comprueben o se refuten las hipótesis a la luz de una teoría. El alumno acude al laboratorio para confirmar o rechazar sus hipótesis.

Debido a la precisión y a la poca exactitud en las medidas por un lado, y por el otro al manejo de variables no controlables dentro del laboratorio se acude a la realidad virtual. Es por eso que se busca un ambiente virtual en micro mundo donde el estudiante puede desarrollar el experimento con precisión y exactitud, tener una concepción de error. Un ambiente artificial permite encontrar, bibliotecas para contextualizar temas, ayudas de expertos, a través de la multimedia.

Si se revisa el proceso que desarrolla el alumno, es investigativo y como tal el seguimiento escrito que hace de éste termina siendo un ensayo de investigación. Cada paso de la didáctica tiene implícita una competencia y un valor los que de una manera iluminativa pueden ser evaluados. El profesor forma parte de la evaluación, se evalúan procesos desde lo cualitativo y en forma etnográfica. El profesor esta inmerso dentro del proceso para observar los cambios dinamizarlos y evaluarlos.

Esta propuesta es la hipótesis a la formulación y el experimento esta en evaluación, lo que si es claro es la búsqueda de seres competentes que sean capaces de aplicar a la vida los conocimientos científicos, y que estén a la vanguardia de la tecnología.

Conclusiones

Si en las clases de resolución de problemas, se presentan situaciones problematicas que se puedan contrastar en laboratorios naturales y virtuales, dejando aquellos de resolución típicamente numérica como actividades complementarias, se favorecería el aprendizaje significativo de los temas en cuestión, lo que debe manifestarse en un mayor rendimiento académico de los estudiantes.

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Las situaciones físicas problemáticas permiten, que el estudiante interiorice el problema identificar las variables intervinientes en el fenómeno, clarificar el objetivo de la situación y diseñar estrategias de solución fundamentadas que permitan explicar los resultados a los que se llegan, evitando que el estudiante use algoritmos que para él no tienen significado en los que se mecanizan las soluciones y el uso de fórmulas adecuadas para vincular los datos presentados, buscando un resultado numérico sin algún significado físico relevante.

Las herramientas informáticas han permitido trabajar con problemas abiertos y situaciones físicas problematicas en las que los estudiantes pueden conceptualizar con mayor profundidad los fenómenos naturales mediante el control de variables y contrastar hipotesis. El diseño de propuestas didácticas con experiencias realizadas en el laboratorio con las TICS en las que el estudiante tenga cambios conceptuales y tome conciencia de los modelos para su estudio a través de: a) la combinación de experiencias reales tradicionales con virtuales, b) la capacitación en el manejo de instrumentales y, c) la inclusión de experimentos que impliquen cierta complejidad, puede favorecer el desarrollo de la capacidad de análisis crítico en los estudiantes (Cámara y Giorgi, 2005).

Bibliografía

Becerra, L., Gras-Martí, A., y Martínez, J. (2004). Análisis de la resolución de problemas de física en secundaria y primer curso universitario en Chile. Enseñanza de las Ciencias, 22(2), 00–11, (2004).

Buteler, l., Gangoso, Z., Brincones, I. y González, (2001). La resolución de problemas en física y su representación: un estudio en la escuela media. Investigación Didáctica; Enseñanza de las Ciencias, 19 (2), p.p. 285-295

Cámara C. y Giorgi S. (2005). La potencialidad de las herramientas informáticas en la enseñanza de la física en carreras de ingeniería. Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, pp.263-271.

Contreras, A. (1992). Physics problem solving and its social context in secondary school. Documento presentado en la 65 Reunión Anual de la National Association for Research in Science Teaching, EEUU.

Gallego – Perez. (1992). “La enseñanza de las ciencias experimentales” Editorial Magisterio, Bogotá, 1992.

Gil Pérez, D., Martínez, J. y Senent, F (1988a). La resolución de problemas de lápiz y papel como actividad de investigación. Investigación en la Escuela, 6, 3-20.

Gil Pérez, D. et al. (1988b). El fracaso en la resolución de problemas de física: una investigación orientada por nuevos supuestos. Enseñanza de las Ciencias, 6(2) ,131-146

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Gil Pérez, D. et al. (1992). Questionando a didática de resolução de problemas: elaboração de un modelo alternativo. Caderno Catarinense de Ensino de Física, 9(1).

Harlen, W. (1989) “Enseñanza y aprendizaje de las ciencias”. Ediciones Morata, Madrid.

Levinas, M. “Ciencia con creatividad”. AIQUE Grupo editor, Argentina, 1986.

Moreira, M.A. (1981). Solução de problemas en física: un estado sobre o efeito de uma estrategia. Rev. Bras. Fis., 11(4) ,1067-1083.

Parra, H., y González, M.H. El Método experimental como ambiente generador de discurso. Revista Colombiana de Física, 35(1), 103-105, (2003).

Segura, D. (1993). Enseñanza de la Física: dificultades y perspectivas. Fondo Editorial Universidad Distrital, Bogotá.

Tao, P. (2001) Developing understanding through confronting varying views: the case of solving qualitative physics problems. INT. J. SCI. EDUC., 23, (12): 1201- 1218.

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Resolución de problemas vs. Cobertura educativa

Gina Calderón

Estudiante de Maestría en Didáctica de las Ciencias UAC

La resolución de problemas es considerada en la actualidad como una de las líneas de investigación más relevantes de la didáctica de las ciencias, especialmente, porque desde una perspectiva teórico-experimental muchos de los trabajos realizados en este campo, le apuntan a la comprensión de los factores que afectan el aprendizaje de conceptos y procedimientos científicos. Es interesante reflexionar acerca de cómo esta propuesta metodológica cobra vida en nuestras aulas, para lo cual es necesario aproximarnos a la comprensión de los elementos estructurales de la propuesta y de la manera como esta dialoga con problemas fundamentales de la educación colombiana.

Explorar las posibilidades que ofrece la resolución de problemas en el aula, describir sus metodologías y establecer formas de dialogo con las políticas de acceso y permanencia de los estudiantes en el sistema escolar, es el propósito fundamental de este escrito. El insumo principal para la realización de esta reflexión es el artículo La resolución de problemas de Javier Perales Palacios.

¿Qué nos permite hacer la resolución de problemas?

La resolución de problemas en la actualidad cuenta con un amplio número de investigaciones y publicaciones, que han permitido su consolidación como una alternativa para el trabajo en aula. Esta propuesta se refiere no únicamente, a los trabajos experimentales de laboratorio, sino que además pretende clarificar la diferencia entre ejercicios y problemas en la enseñanza de las ciencias.

De acuerdo a lo planteado por el autor del artículo la resolución de problemas nos permite entre otros:

1. El diagnóstico de las ideas previas de los estudiantes y la construcción de nuevos conocimientos a partir de estos.

2. La adquisición de habilidades de distinto rango cognitivo 3. La promoción de actitudes positivas hacia la ciencia y de las actitudes científicas 4. El acercamiento de los ámbitos de conocimiento científico y cotidiano 5. La evaluación del lenguaje científico del alumno y del curriculum.

Aunque el autor del texto no desarrolla estos apartados, es importante detenerse en algunos elementos de la propuesta de resolución de problemas.

Inicialmente se puede afirmar que las investigaciones en ideas previas, han proporcionado valiosos aportes a la enseñanza de las ciencias, en la medida que resaltan la importancia de las concepciones con las que los estudiantes asumen la enseñanza de los conceptos, teorías y procedimientos científicos y el impacto que estas preconcepciones tienen en el proceso de construcción y

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transformación conceptual. Diversos planteamientos curriculares asumen como fundamental la acción consciente que hace o deber hacer el maestro en relación con el conocimiento y comprensión de las ideas previas de los estudiantes, tanto para la planeación de actividades como para el diseño y utilización de prácticas evaluativas.

Proponer el cambio conceptual como resultado de un proceso de enseñanza-aprendizaje significativo, supone reflexionar en torno a la eficacia y pertinencia de las prácticas de aula, lo cual necesariamente significa determinar el tipo de problemas más adecuado para impulsar este cambio. La transformación de las ideas previas o preconceptos, no se da de forma abrupta e instantánea, sino que responde a una dinámica gradual y lenta, donde la metamorfosis de las ideas no ocurren de manera aislada, por el contrario, en ella intervienen múltiples factores, como: el nivel de complejidad de los conceptos, el tipo de relaciones que se establecen entre ellos y los mecanismos meta cognitivos necesarios para aplicar los nuevos conocimientos a situaciones diversas y complejas. Desde esta perspectiva, los problemas más oportunos para trabajar con nuestros niños son aquellos que presentan situaciones nuevas y retadoras, situaciones que pueden ser abordadas desde diferentes perspectivas, dependiendo del grado de complejidad de los conceptos mismos; y que al mismo tiempo faciliten la movilización de conocimientos, habilidades, actitudes y destrezas para su comprensión y desarrollo.

¿Cómo funciona la resolución de problemas?

Según el autor, el éxito de la resolución de problemas depende de múltiples variables relacionadas principalmente con el problema, el solucionador, el profesor y el contexto de la resolución. Entre las características que permiten determinar condiciones óptimas para llevar a cabo la resolución de problemas, en el artículo se mencionan: el tamaño del grupo, la profundidad del conocimiento teórico, el uso de marcos conceptúales generales, en lugar de hacerlo desde los específicos, la detección de las dificultades de los estudiantes en conocimientos matemáticos y el establecimiento de secuencias didácticas y pedagógicas, diseñados por los maestros para realizar el trabajo de aula con los estudiantes.

Algunas consideraciones metodológicas que caracterizan el trabajo con resolución de problemas implican la exploración que hacen los estudiantes de su entorno y a través de la cual desarrollan interés y curiosidad por explicar los fenómenos que les rodean. Cuando esta exploración se inicia con preguntas que pueden ser respondidas a través de la observación y el uso del conocimiento científico, se permite a los estudiantes establecer relaciones, comparaciones y posibles soluciones a los problemas que el medio les presenta, por ejemplo: ¿Por qué no se estrellan los murciélagos en la oscuridad? ¿Para qué les sirve a los caracoles los tentáculos?

Desde esta perspectiva los procesos de investigación en el aula deben permitir que los niños y jóvenes se comprometan con preguntas de orden científico, para lo cual es necesario que dichas preguntas sean relevantes para los estudiantes, y puedan ser respondidas a través de procesos de indagación. Las preguntas muy abiertas, por ejemplo: ¿Por qué la gente en el Transmilenio se comporta de manera agresiva?, cuyas aproximaciones están influidas por múltiples factores y que

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además no puedan ser respondidas únicamente por medio de la observación; por lo general causan confusión en los estudiantes, al no orientarlos adecuadamente en la construcción de las respuestas.

Observar, describir y evaluar evidencias a partir de la adquisición de información de un fenómeno específico, permite que los estudiantes desarrollen habilidades explicativas. Este proceso no debe limitarse únicamente a la evidencia física, debe ser ampliado con procedimientos de registro e interpretación de la información, que permita la formulación de explicaciones a partir de las evidencias recolectadas que den cuenta de la pregunta formulada, es decir, debe ser un proceso que se caracterice por la consistencia entre las evidencias mismas, las explicaciones y la construcción de nuevo conocimiento en los estudiantes. Observar los caracoles, describir como son los movimientos del cuerpo del animal, explorar cambios en el comportamiento del caracol; seguido de un registro descriptivo y detallado de las observaciones, permite que los estudiantes usen las evidencias para explicar los fenómenos científicos.

Presentar, revisar y validar varias explicaciones a un mismo evento o fenómeno es una característica de las ciencias, es más, es parte fundamental en la construcción del conocimiento científico. Por ello, orientar a los niños y jóvenes para que propongan explicaciones alternativas que sean contrastadas con las explicaciones del maestro y de los compañeros, posibilita que finalmente cada estudiante cuente con las herramientas necesarias para comparar sus ideas, nociones, modelos mentales con un conocimiento científico estructurado y actualizado. Esta contrastación, debe concluir en un espacio en el cual los niños comparten sus explicaciones, lo cual abre la posibilidad para formularse nuevas preguntas, revisar las evidencias, identificar posibles errores de razonamiento y presentar explicaciones que van más allá de la evidencia misma. Todo lo anterior apunta, a resaltar la importancia de la reproducibilidad del conocimiento científico como característica esencial de la construcción del mismo. En este momento es vital lograr una adecuada articulación entre la pregunta, los procedimientos, la evidencia, las explicaciones propuestas y las explicaciones alternativas, ya que estas deben redundar en la construcción de un modelo explicativo sólido y consistente.

¿De qué manera podemos conciliar la metodología de resolución de problemas con el problema de la cobertura?

Ampliar las posibilidades de acceso y permanencia de los niños a la escuela debe ser una de las prioridades de cualquier sistema educativo, especialmente cuando en el contexto se encuentra una gran variedad de grupos considerados como población vulnerable como son: los grupos étnicos, la población rural y los desplazados por la violencia. Una de las metas planteadas en el plan de desarrollo sectorial para Colombia es garantizar el acceso universal a una educación básica de calidad y a un número representativo de jóvenes a la educación media y superior, a través de una serie de estrategias que permitan no solo el acceso al sistema, sino también la permanencia en él.

Entre las estrategias generadas para aumentar las oportunidades de acceso y permanencia se destacan las iniciativas focalizadas a los primeros años de escolaridad, haciendo énfasis en que es en esta etapa de la educación donde se debe fortalecer el desarrollo de competencias con el ánimo de potenciar habilidades comunicativas, sociales y cognitivas en los niños. Numerosos estudios han

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demostrado que los modelos educativos que desarrollan estas competencias en los niños pequeños, se caracterizan por tener estudiantes en los niveles superiores con mejores desempeños, acercándose así a la formación de individuos íntegros con alta capacidad para aprender, aún en medio de la adversidad y que cuentan con mejores posibilidades de éxito, en los proyectos que emprenden como adultos.

Citando las palabras del autor del artículo” la resolución de problemas debe ser abordada preferentemente de un modo individual o de pequeño grupo, resultando bastante estériles las resoluciones pasivas y colectivas”, y tomando como referente la estrategia mencionada anteriormente, se pone de manifiesto una tensión recurrente en el ámbito educativo: cobertura vs. calidad. Si desde la perspectiva de la didáctica de las ciencias, específicamente desde la resolución de problemas se considera esencial que esta metodología tenga lugar en grupos pequeños, donde el maestro puede hacer seguimiento cercano, personal y detallado del proceso de los estudiantes la pregunta deberías ser entonces ¿cómo utilizar la resolución de problemas en el aula, para garantizar procesos educativos de calidad?

Esta pregunta requiere un análisis cuidadoso de las investigaciones que dan cuenta del mejoramiento de la calidad de la educación, para poder así determinar si la articulación de todos los niveles educativos alrededor de un enfoque común, significa entre otras, la inclusión de estrategias como la resolución de problemas, no solo como un aporte didáctico a la enseñanza de las ciencias, sino como un eje generador de procesos educativos adecuados a las necesidades del medio local.

BIBLIOGRAFIA

PERALES, F. (2000). Didáctica de las ciencias experimentales. Teoría y práctica de la enseñanza de las ciencias. La resolución de problemas. Capitulo 12. España. Alcoy.

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Ensayo

Resolución de Problemas

Jorge Emerson Quiñones Montañez

Estudiante de Maestría en Didáctica de las Ciencias UAC

Realmente, la actividad cotidiana, académica y científica, a través del desarrollo de la humanidad, siempre ha estado enmarcada dentro de la solución de problemas. Inicialmente, se solucionaron problemas para suplir las necesidades primarias, luego se generaron una serie de dinámicas que buscaban darle una explicación a la fenomenología de la naturaleza y la relación del hombre con su entorno, propósito que aún sigue vigente. Obviamente, estos procesos han estado ligados a las relaciones de poder a través de las diferentes épocas.

Con este marco de referencia, cuando hablamos de solución de problemas, justamente nos estamos concentrando en la principal actividad del hombre a través de la historia. Si esta ha sido la principal actividad de la humanidad, ¿Porqué no perpetuar a las nuevas generaciones de seres humanos, estrategias poderosas para resolver verdaderos problemas?

Aquí en este punto, ha de precisarse, que según: Krulik y Rudnik, un verdadero problema es: “Una situación cuantitativa o no, que pide una solución para la cual los individuos implicados no conocen los medios o caminos evidentes para obtenerlos”

La realidad muestra, que la experimentación, es la actividad prototípica de los científicos, y esta se encuentra prácticamente ausente de la mayoría de las escuelas (Tobin y Gallagher, 1987; Jones, Lullis, Raizen, Weiss y Weston, 1992, tomado de Mora y García), de lo cual podemos inducir que inicialmente, los esfuerzos tienen que focalizarse hacia el trabajo utilizando didácticas en resolución de problemas, como eje para garantizar que la educación de las ciencias, propicie en los estudiantes competencias para desenvolverse en el mundo actual.

En esta dirección, los procesos de mediación, con el propósito de perpetuar la cultura, han de estar dirigidos a generar competencias para la solución de problemas, para garantizar así, evolución y desarrollo. Los ambientes escolares, deben concentrarse en la creación de espacios propicios para este fin.

Históricamente, la producción de conocimiento, originada por una situación problemática, no ha sido un proceso inmediato, existen problemas que permanecieron por cientos de años sin una solución. Esto refleja otro matiz interesante dentro de esta reflexión y es, como afirma Garret, un problema no necesariamente tiene una posible solución y siempre se soluciona.

Si así es la realidad ¿Porqué no enseñar a los estudiantes, que el conocimiento no es estático, que no existen paradigmas terminados y que aún hay mucho por crear? Al estudiante se le tiene que

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enfrentar a dilemas, incertidumbres, en general a situaciones problemáticas, que reflejen cuales han sido las condiciones para crear conocimiento.

Una hipótesis con relación a esta perspectiva, es que los ambientes de aprendizaje escolar, tienen que privilegiar la resolución de problemas con las connotaciones que a través de la historia esta actividad ha implicado.

Existe una postura en investigación en resolución de problemas que se denomina: La resolución de problemas por expertos y novatos, la cual plantea que existen individuos que resuelven problemas con mayor facilidad (expertos), que otros (novatos) y en este sentido, el interés estará dirigido en conocer las características de los expertos para enseñárselas a los novatos (Perales). A continuación, y con el propósito de ilustrar los argumentos citados, se presentan las características de sujetos expertos para resolver problemas, tomado de García, J.J. (2003), Esto nos permite determinar el horizonte y determinar el punto de partida.

Los sujetos expertos, se caracterizan por: Mayor conceptualización de la temática del problema, mayores niveles de abstracción y sistematización de la información, mayor capacidad para administrar el tiempo, menores ideas previas erróneas que disminuyen los obstáculos cognoscitivos, actitudes positivas de si mismos y de la ciencia, poseer metodologías ya desarrolladas para resolver problemas; mientras que los novatos, presentan falencias en los aspectos muy desarrollados por los sujetos expertos. Esto sugiere importantes implicaciones a nivel de la didáctica de la ciencia, con relación a la creación de ambientes de aprendizaje que promuevan el desarrollo y aprendizaje de: Metodologías, actitudes, procedimientos, habilidades y conceptos que propendan por la formación de personas con altas capacidades para resolver problemas.

En el fondo del asunto y como ya se mencionaba, si hacemos de la clase de ciencias un ambiente de aprendizaje donde se perpetúan las actividades propias de los científicos, las metas planteadas por Aleizandre y Sanmartí (1997) para la educación científica, se pueden desarrollar.

Estas metas son:

. Aprendizaje de conceptos, la construcción de modelos

. Desarrollo de destrezas cognitivas y razonamiento científico.

. Desarrollo de destrezas experimentales, la resolución de problemas.

. Desarrollo de actitudes y valores:

. Imagen de ciencia.

Los problemas que se deben abordar y trabajar en el aula de clase no pueden ser exclusivamente de un tipo, ya que la diversidad de situaciones posibilita el desarrollo de habilidades conducentes a la resolución problemas.

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Los siguientes, son los tipos de problemas que se plantean en el texto de Perales: Según el campo de conocimiento (Física, química y biología), según la solución (Abierto o cerrado), según la tarea requerida (Cualitativos, cuantitativos, experimentales, creativos) y según el procedimiento seguido (Ejercicios, algoritmos, heurísticos).

Cada tipo tiene sus propiedades y características, las cuales no son excluyentes; sino por el contrario, se deben abordar todas en alguna parte del proceso del desarrollo de un gran problema desde la perspectiva de Garret.

Así por ejemplo, supongamos que a un grupo de estudiantes, le preguntamos sobre cuales son los factores que inciden en el periodo oscilación de un sistema péndulo; pero que además, contrasten los resultados de cada una de las metodologías utilizadas en su desarrollo (Razonamientos teóricos, experimentación o simulaciones). En esta situación, se enfrenta al estudiante ante un verdadero problema, donde el tiene que recurrir a toda una serie de procedimientos que implican muchos elementos como los estipulados en la caracterización de los sujetos expertos. Para empezar, los estudiantes plantearán una hipótesis, que luego contrastarán con la implementando de un experimento en el laboratorio o de otro lado, haciendo todo un desarrollo teórico a luz de las Leyes de Newton, con el agravante que hay que ajustar esta solución a las condiciones iníciales de la situación o realizando simulaciones con la ayuda de algún software especializado. En todas estas grandes actividades, se encuentran implícitas todos y cada uno de los tipo de problemas ya mencionados.

Polya, plantea unas estrategias para solucionar problemas, desde una perspectiva heurística. A partir de esto perales realiza una adaptación y hace exhaustivo los procedimientos y actividades en cada una de las etapas.

Se define, una etapa de información previa, donde el objetivo es, comprender el problemas, revisar los cuestionamiento, sistematizar la información que se posee y relacionar la situación problemática con alguna de las temáticas de ciencias. El segundo momento, es la elaboración de un plan de resolución, donde se establecen hipótesis para su resolución, se presenta el contexto del problema gráficamente, se plantean o toman las ecuaciones que modelan la situación. Luego se resuelve el problema, para finalmente realizar toda una revisión de la resolución.

Al respecto, vemos un planteamiento un poco sesgado, que incluye problemas que se resuelven con lápiz y papel; pero que no dan la posibilidad de desarrollar elementos como los mencionados en el ejemplo anterior.

Como podemos ver, la clave está en plantear verdaderos problemas, a través de los cuales se puedan generar varias posibles soluciones y por ende metodologías en su desarrollo, que permitan que los estudiantes potencien sus capacidades, etiquetados con el título de sujetos expertos a la hora de resolver problemas. Esta no es una tarea sencilla, que se produzca habiendo resuelto algún problema aislado, por el contrario, este es un objetivo educativo que se debe proyectar a largo plazo, donde los docentes de ciencia, junto con los docentes de otras disciplinas, direccionen sus esfuerzos en formar seres humanos con la capacidad para enfrentarse a un problema.

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Una didáctica, basada en la resolución de problemas, que además de generar actitudes hacia la ciencia provoque desarrollo cognitivos, creativos y de construcción de conocimiento posibilita la formación se individuos competentes. Garcia J.J (2003)

Vale la pena destacar que no es posible abordar todos los conceptos de la ciencia, y en ese sentido es más relevante generar actitudes hacia la ciencia que permitan altos de niveles de motivación que garantizan de hecho el agrado hacia las ciencias, de tal forma que el estudiante en cualquier momento de su vida académica sienta el interés por resolver problemas. Las actitudes se desarrollan en el proceso de enseñanza a través de la resolución de situaciones problemáticas, cuando se fomenta el trabajo en equipo generando discusiones colectivas para construir soluciones.

Bibliografía:

García, J.J. (2003) Didáctica de las Ciencias: Resolución de problemas y desarrollo de la Creatividad (1ra Ed). Bogotá D.C., Colombia.: Cooperativa Editorial del Magisterio

Mora P. William, García M. Alvaro. La resolución de problemas: Una línea prioritaria en la enseñanza de las ciencias. Universidad Distrital.

Perales J. La resolución de Problemas. Universidad de Granada.

Soubiron E. (2005). Las Situaciones Problemáticas Experimentables (SPE) como alternativa metodológica en el aula. Montevideo: Unidad Académica de Educación Química.