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Constructivismo, ideas previas y cambio conceptual en Qu

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Tiene sus or genes en las teor as cognitivas de Piaget, inspiradas en Kant y Ernst von Glasersfeld, quien es el m s conocido representante. – PowerPoint PPT presentation

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Title: Constructivismo, ideas previas y cambio conceptual en Qu


1
Constructivismo, ideas previas y cambio
conceptual en Química
  • Dra. Kira Padilla Martínez
  • Facultad de Química, UNAM

2
Conexión entre la ciencia y la historia, la
filosofía
  • Qué interés tiene y ha tenido para los
    científicos y profesores conocer cómo se
    desarrolló la ciencia y cuáles han sido las
    diferentes posiciones filosóficas que han
    existido?

3
  • Propón, a modo de hipótesis, aquellos aspectos en
    que consideres se basa el constructivismo

4
(No Transcript)
5
  • Constructivismo
  • Opuesto al positivismo lógico o ltltempirismogtgt, el
    cual sostiene que el conocimiento verdadero es
    universal y permanece en una especie de
    correspondencia uno-a-uno con el modo en que el
    mundo realmente funciona (experiencia sensorial).

6
Teoría constructivista dimensión epistemológica
7
  • El constructivismo educacional, de la variedad
    personal (radical), enfatiza la creación
    individual del conocimiento y la construcción de
    conceptos. Tiene sus orígenes en las teorías
    cognitivas de Piaget, inspiradas en Kant y Ernst
    von Glasersfeld, quien es el más conocido
    representante.
  • El constructivismo educacional, de la variedad
    social, enfatiza la importancia del grupo para el
    desarrollo y validación de ideas. Tiene sus
    orígenes en el trabajo de Vygotsky sobre la
    adquisición de habilidades lingüísticas y de
    lenguaje, y uno de sus mejores representantes es
    Rosalind Driver.

8
Dimensión ética
  • La dimensión ética se manifiesta en la frecuencia
    con la cual las nociones de emancipación y
    apoderamiento del conocimiento ocurren en la
    escritura constructivista. El constructivismo se
    piensa que está en una posición moralmente
    superior a sus teorías rivales de aprendizaje y
    pedagogía.

9
EL PROBLEMA Y LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS
CONCEPCIONES ALTERNATIVAS DE LOS ESTUDIANTES
  • Proceder a analizar, primero individualmente y
    después en grupo, el cuestionario adjunto,
    tratando de averiguar cuáles pueden ser las
    respuestas equivocadas que contestan los
    estudiantes y porqué

10
Algunos resultados encontrados a través de la
Didáctica de las Ciencias
ítem EGB N110 SEGUNDO N72 TERCERO N62 COU N62 2º Química N82
Respiración de las plantas 74.5 91.5 88.5 83.9 71.3
Caída libre 81.2 62.3 45.9 48.4 55.0
Fusión de átomos 74.2 36.5 9.4 1.6 5.0
Combustión 76.9 54.5 40.7 39.3 17.1
Naturaleza del aire 58.8 40.0 26.3 3.4 3.7
Elemento, mezcla, compuesto 94.2 97.0 83.1 76.4 44.7
11
Qué es lo que entiendes por concepciones
alternativas o ideas previas?
  • Nociones que los alumnos traen consigo antes del
    aprendizaje formal de una determinada materia.

12
A.6. Plantea a modo de hipótesis Cuál,
consideras, puede ser el origen de las
concepciones alternativas?
  • Su construcción está asociada a explicaciones
    causales y a esquemas relacionales.
  • Los currículos sueles ser cíclicos se abordan
    los mismos conceptos con un grado de profundidad
    sucesivo.

13
A.7. Propón, a modo de hipótesis, las posibles
características de las concepciones alternativas.
14
Muchas de las concepciones alternativas de los
estudiantes tienen cierta coherencia interna.
  • Ejemplo Relación entre fuerza y movimiento
  • La fuerza es la causa del movimiento de los
    cuerpos.
  • Al aplicar una fuerza constante sobre un cuerpo
    este se mueve con velocidad constante.
  • Los cuerpos pesados caen más deprisa que los
    ligeros
  • Si no se aplica ninguna fuerza sobre el cuerpo,
    éste se mantiene en reposo.

15
Las concepciones alternativas son comunes a
estudiantes de diferentes niveles educativos
  • Un cuerpo es lanzado hacia arriba por un plano
    inclinado. Indica cuál de los tres esquemas
    representa correctamente la fuerza resultante que
    actúa sobre el mismo mientras asciende. Gil y
    Carrascosa (1982)

Curso N respuestas erróneas
2º BUP 196 69.7
3º BUP 213 61.5
COU 181 54.7
1º Magisterio 145 71.7
2º Química 140 68.6
16
Ideas alternativas subyacentes en la asociación
fuerza-movimiento
Evidencia de sentido común Esquema Aristotélico
Los cuerpos (pesados o graves) tienden a caer de forma natural. Los objetos pesados caen más rápidamente que los ligeros (tiempo inverso al peso).
Cuando llegan a tierra (lugar natural) quedan en reposo. Si no hay movimiento y, al revés, si la velocidad es nula también lo es la fuerza.
Para moverlos de su lugar hay que aplicarles una fuerza externa. Si se aplica una fuerza externa se produce un movimiento en el sentido de la fuerza.
Cuanta más fuerza se le imprima, más rápido se mueve el cuerpo. La velocidad producida es directamente proporcional a la fuerza aplicada.
17
Existe un cierto isomorfismo de las concepciones
alternas de los estudiantes con las concepciones
históricas del pensamiento científico
  • Supongamos que calentamos agua en una olla
    cerrada (donde no puede escaparse nada) hasta que
    no quede líquido Cuándo crees que pesará más la
    olla? Furió y Hernández (1983)
  • (a) Cuando contiene líquido
  • (b) Cuando no quede líquido
  • (c) Pesarán igual
  • (d) No lo sé

Propuestas de la química aristotélica La pesadez es característica de los cuerpos sólidos o líquidos. La ligereza o rareza es característica del aire y el fuego. Concepciones alternativas de los estudiantes Los gases son casi inmateriales y tienen tedencia a elevarse.
curso N respuestas erróneas
5º EGB 36 71.4
6º EGB 34 70.6
7º EGB 65 84.6
8º EGB 60 75.0
1º BUP 73 57.5
2ª BUP 70 55.7
18
LAS CAUSAS DE LAS CONCEPCIONES ALTERNATIVAS DE
LOS ESTUDIANTES Y CÓMO DETECTARLAS
19
A.8. Enumera, a modo de hipótesis, cuáles pueden
ser las causas fundamentales que expliquen el
origen y la persistencia de las concepciones
alternativas de los estudiantes en el aprendizaje
de las ciencias.
20
(No Transcript)
21
Cómo se aprende? (Psicología del aprendizaje)
Esquemas alternativos
Cómo se enseña? (Didáctica)
Concepciones alternativas
Qué enseñar? (Filosofía de la ciencia
y Epistemología)
Errores conceptuales
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  • A.9. Propón, a modo de hipótesis, las preguntas
    que te plantearías para desarrollar una práctica
    sobre mol.

23
Cómo se introdujo históricamente el mol?
Proust, 1802
Richter, 1792
Atomista. Dalton, 1808
Equivalentista
Masas atómicas
Wollaston, 1814 Pesos equivalentes
Gay-Lussac Avogadro
Aceptación moléculas, 1860
Ostwald, 1900
mol átomo-gramo
1961, Reconocimiento de n. Definición de mol
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  • Ostwald, define al mol como
  • La masa de una sustancia en gramos numéricamente
    igual a su masa molecular relativa
  • Mol es tomado por los atomistas para sustituir
    términos como peso átomo-gramo.
  • Técnicas para cuantificar átomos y moléculas
    (determinación de N)
  • 1961, se acepta n como magnitud fundamental y al
    mol como su unidad

25
qué es el mol?
  • Es la unidad de la magnitud fundamental química
    cantidad de sustancia.
  • La cantidad de sustancia de un sistema que
    contiene tantas entidades elementales como átomos
    hay en 0.012 kg de 12C. Cuando se utiliza el mol,
    las entidades elementales deben especificarse y
    pueden ser átomos, moléculas, electrones u otras
    partículas o grupos específicos de tales
    partículas. (Mills et al., 1993)

26
Modelo microscópico m(Cu) N(Cu)Mr(Cu) masa atómica
Modelo macroscópico m(Cu)n(Cu)M(Cu) masa molar
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  • La cantidad de sustancia está relacionada con
    masa (m), volumen (V) y número de entidades
    elementales (N), pero no se debe identificar con
    ellas
  • nm/M
  • nV/Vm
  • nN/NA

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  • A.9. Desarrolla una entrevista estructurada para
    determinar deficiencias epistemológicas y
    conceptuales sobre los conceptos de cantidad de
    sustancia y mol en profesores y/o estudiantes
    universitarios. (mínimo 5 preguntas)

29
  • A.10. Utiliza la red de análisis que se te
    proporciona, para analizar las concepciones que
    sobre la cantidad de sustancia y el mol presentan
    los libros de texto de química.

30
PROPUESTAS DIDÁCTICAS PARA TRANSFORMAR LAS
CONCEPCIONES ALTERNATIVAS DE LOS ESTUDIANTES.
31
  • A.11. Qué podríamos hacer, desde el punto de
    vista docente, con objeto de superar el obstáculo
    de las concepciones alternativas de los
    estudiantes?
  • A.12. Teniendo en cuenta todo lo que se ha
    revisado hasta el momento qué critica podría
    hacerse a la introducción habitual de conceptos
    en la enseñanza de las ciencias?

32
  • A.13. Cuáles consideras deben ser las
    condiciones que se requieren para que se dé el
    cambio conceptual?

33
El cambio conceptual según Posner, Strike, Hewson
y Gerzog
  • Acomodación cambio conceptual de mayor grado.
    Proceso de confrontación entre concepciones.
  • Asimilación aquel tipo de aprendizaje donde no
    se requiere una revisión conceptual importante

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Condiciones para que tenga lugar el cambio
conceptual
Insatisfacción con los conceptos existentes La nueva concepción debe ser inteligible (aunque inicialmente contradiga las ideas del alumnado) La nueva concepción debe ser inicialmente plausible y potencialmente fructífera (dando explicación a las anomalías encontradas y abriendo nuevas líneas de investigación) (Posner, Srike, Hewson y Gerzog, 1982)
35
Ecología conceptual
  • La ecología conceptual se refiere a las fuentes
    cognitivas existentes en los individuos (contexto
    o entorno en el cual las ideas cobran sentido).
  • La ecología conceptual puede influenciar la
    selección de la nueva concepción
  • Anomalías
  • Analogías o metáforas
  • Ejemplos o imágenes
  • Experiencias pasadas

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  • Presentar el material deseado en una secuencia
    lógica.
  • Hacer uso de anomalías para remarcar los
    problemas de una concepción alternativa puede
    ayudar de forma significativa al cambio
    conceptual.
  • Es crucial identificar el rango de las
    concepciones alternativas de los diferentes
    fenómenos más probables que poseen los
    estudiantes.

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El cambio conceptual según Vosniadou
  • Modelos mentales Tipos de representación mental,
    una representación análoga, la cual se genera
    individualmente durante el proceso cognitivo el
    cual tiene la característica de preservar la
    estructura del objeto que supuestamente
    representa.

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Los modelos mentales son representaciones dinámicas y generativas, las cuales pueden ser manipuladas para probar explicaciones causales de fenómenos físicos y hacer predicciones sobre el estado de los eventos del mundo físico. Los modelos mentales individuales que se generan o regeneran durante el proceso cognitivo son los puntos a los cuales la nueva información es incorporada en el conocimiento base. (un modelo mental puede construir el proceso de adquisición del conocimiento en caminos similares a las creencias y presuposiciones)
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Tipos de cambio conceptual
  • Enriquecimiento adición de nueva información a
    una estructura teórica ya existente a través de
    un mecanismo de acumulación de conocimientos.
  • Revisión esta es requerida cuando la información
    adquirida es inconsistente con las creencias o
    presuposiciones existentes, o con la estructura
    relacional de la teoría.

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  • La revisión de una teoría específica es más fácil
    que la revisión de una estructura teórica.
  • Cuando las creencias de una teoría específica
    están limitadas por una estructura teórica, puede
    ser que sea muy difícil que se lleve a cabo el
    cambio conceptual.
  • El cambio de una estructura teórica es difícil
    porque las presuposiciones de la estructura
    teórica representan sistemas coherentes de
    explicación, basados sobre la experiencia diaria
    y con años de confirmación.

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Modelos mentales de la Tierra
Esfera
Modelo científico
Tierra como disco
Esfera plana
Esfera hueca
Tierra rectangular
Modelos iniciales
Esfera dual
Modelos sintéticos
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Frecuencia de los modelos sobre la forma de la tierra en función del grado escolar Frecuencia de los modelos sobre la forma de la tierra en función del grado escolar Frecuencia de los modelos sobre la forma de la tierra en función del grado escolar Frecuencia de los modelos sobre la forma de la tierra en función del grado escolar Frecuencia de los modelos sobre la forma de la tierra en función del grado escolar
Modelo de la forma de la tierra Grado 1 3 5 Total Grado 1 3 5 Total Grado 1 3 5 Total Grado 1 3 5 Total
Esfera 3 8 12 23
Esfera plana 1 3 0 4
Esfera hueca 2 4 6 12
Tierra dual 6 2 0 8
Tierra como disco 0 1 0 1
Tierra rectangular 1 0 0 1
Mezcla de modelos 7 2 2 11
total 20 20 20 60
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Teoría específica
Estructura teórica
Información observacional sobre la tierra
El suelo se extiende a lo largo del mismo plano
sobre una gran distancia
Hay suelo y/o agua sobre la tierra
Presuposiciones ontológicas
El cielo se localiza sobre el suelo
El sol/ luna/ estrellas están en el cielo
solidez
organización
Presuposiciones entrelazadas
Creencias
gravedad
estabilidad
La tierra es plana, sólida y estacionaria
La tierra es estacionaria
La tierra es soportada por el suelo o el agua
debajo de ella
Presuposiciones epistemológicas
Modelos mentales
Las cosas son como ellos creen que son
Tierra rectangular
Tierra de disco
Tierra de anillo
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El cambio conceptual según Chi
Frecuentemente incorrecto
Conocimiento ingenuo
Impide el aprendizaje del conocimiento formal
Persiste incluso cuando se confronta a formas de
instrucción ingenuas errores conceptuales
Se remueve fácilmente por instrucción preconcepci
ón
Proceso de reparación
Proceso de reparación
Cambio conceptual
Reorganización conceptual
45
  • Error conceptual categorizaciones erróneas de
    los conceptos.
  • Cambio conceptual proceso de reasignación o
    cambio de categorización errónea del concepto de
    una categoría ontológica a otra.
  • El proceso de cambio conceptual no es
    inherentemente difícil en sí mismo, pero el reto
    es mantenerlo cuando los estudiantes no tienen
    conciencia de sus errores conceptuales y/o de las
    categorías alternativas a las cuales deberían
    reasignar sus errores conceptuales.

46
Las creencias están formadas de conceptos
Creencias iniciales
Creencias inadecuadas que permanecen
incluso después de la instrucción
Creencias incorrectas y que son reparadas después
de la instrucción
Creencias alternativas
Creencias incorrectas
errores conceptuales
Ejemplo Después de leer el texto Los vasos
sanguíneos son válvulas el cual no menciona a
las válvulas en el contexto de las arterias el
alumno dice Las venas son los únicos vasos
sanguíneos con válvulas (ejemplo de error
conceptual)
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Incoherente o fragmentado
Modelos mentales
coherente
Incoherente concebido como aquel cuyas
proposiciones no están interconectadas en algún
camino sistemático. Este modelo no puede ser
usado para dar explicaciones consistentes y
predecibles.
Coherente constituido por proposiciones
relacionadas y organizadas de una determinada
forma. Estas representaciones pueden ser usadas
para generar explicaciones, hacer predicciones y
responder preguntas de una forma consistente y
sistemática.
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Modelo coherente
Defectuoso o imperfectos
correcto
pulmones
Estructura correcta
cuerpo
cuerpo
concepciones Circuito simple Circuito doble
Fuente de oxígeno El corazón Los pulmones
Propósito de los pulmones Destino del oxígeno Lugar de intercambio de O2 por CO2
Número vías una dos
Conjunto de creencias o principios son
incorrectos
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Procesos de reparación de los modelos defectuosos
Al estudiante se le presenta la información, la
cual puede ser consistente o contradictoria con
el conocimiento existente.
Si la información es compatible, entonces el
aprendizaje es simplemente un empaparse de esta
nueva información dentro del modelo mental
existente. Este proceso es llamado ASIMILACIÓN
La asimilación puede ocurrir a pesar de que el
modelo mental sea incorrecto. Con tal de que la
nueva información no contradiga las creencias del
estudiante.
El proceso de asimilación, por sí mismo, no puede
reparar el modelo mental, sólo puede
enriquecerlo.
50
La nueva información que recibe el estudiante
puede contradecir o refutar sus conocimientos. Si
después de ver esta contradicción, el estudiante
simplemente revisa sus creencias incorrectas, al
proceso se le llama REVISIÓN
La ACUMULACIÓN de procesos de ASIMILACIÓN y
REVISIÓN pueden dar lugar a un mayor cambio en
el entendimiento del sistema de conocimiento de
los estudiantes.
Se puede trabajar arduamente para conseguir una
mayor reorganización (acumulación) y poder
reparar el modelo mental defectuoso, a través de
la enseñanza habitual.
El cambio conceptual radical no es necesario si
las creencias individuales son fácilmente
removidas y revisadas.
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A.14. En función de lo revisado hasta el momento,
referente a las diversas teorías de cambio
conceptual, propón, a modo de hipótesis, las
características en las que se basaría un posible
modelo de cambio conceptual basado en la visión
constructivista.
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Principales características de una visión
constructivista del aprendizaje de conceptos
Identificación y clarificación de las ideas que ya poseen los estudiantes. Puesta en cuestión de las ideas de los estudiantes. Introducción de nuevos conceptos. Proporcionar oportunidades a los estudiantes para utilizar las nuevas ideas. (Driver, 1989)
53

Investigación didáctica sobre concepciones
alternativas
Sirve para
Crítica al modelo de enseñanza habitual
Conocer las ideas de los estudiantes
Estrategias de aprendizaje basadas en el cambio
conceptual.
Orientación constructivista de la
enseñanza-aprendizaje de las ciencias.
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Investigación sobre concepciones alternativas de
los estudiantes.
Un nuevo modelo de aprendizaje de las ciencias
Cambio actitudinal
Cambio conceptual
Cambio metodológico
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Paralelismos entre el modo de producción
científica de los conocimientos y el modo de
producción en el aprendizaje por investigación
CIENCIA
Punto de partida Cuerpos de conocimientos aceptados por la comunidad científica.
Metodología de investigación seguida para la producción científica.
Forma social de producción del trabajo científico.
DIDÁCTICA
Punto de partida Paradigma conceptual discente (conjunto de esquemas conceptuales del estudiante).
Aprendizaje de los aspectos esenciales de la metodología científica.
Estructuración de la clase en pequeños grupos de trabajo dirigidos por el profesor.
56
A.15. En función de lo revisado en el curso
Qué consideraciones debes tener en cuenta a la
hora de introducir conceptos científicos a los
estudiantes?
57
Consideraciones a tener en cuenta a la hora de
introducir conceptos científicos.
  1. Evitar una introducción arbitraria
  2. Elaborar aproximaciones cualitativas a los
    conceptos en base a ideas, antes de llegar a las
    definiciones operativas.
  3. Tener en cuenta el carácter evolutivo de los
    conceptos.
  4. Aplicarlos a situaciones muy diversas para hacer
    ver su utilidad.

58
Diagrama de un ciclo de investigación

Cuerpo de conocimientos
Problema
Hipótesis
Planificación y realización de experimentos
Regularidades Leyes
interpretación
comunicación
Nuevos problemas
59
A.16. En vista de los conocimientos adquiridos en
este curso, Qué, consideras, debe saber y saber
hacer un profesor de ciencias?
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  • Conocer la materia
  • Historia y epistemología
  • Filosofía (naturaleza y visiones deformadas)
  • Conceptos y teorías actuales
  • Avances en las investigaciones científicas
  • Relaciones CTSA
  • Psicopedagógicos
  • Gestionar la clase
  • Preparar actividades
  • Saber evaluar
  • Saber investigar
  • Qué debe saber y saber hacer un profesor de
    ciencias?
  • Conocimiento didáctico de contenido
  • (CDC)

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Espero que este curso les haya ayudado a
reflexionar y a mejorar en sus actividades académi
cas. Fue un placer trabajar con ustedes y espero
continuar haciéndolo. Suerte y seguimos en
contacto.
Dra. Kira Padilla Martínez e-mail
corn1ment1_at_hotmail.com
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