CONSIDERACIONES METODOLOGICAS PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS A TRAVES DE LA RESOLUCION DE PROBLEMAS: un modelo teórico para la estructuración del proceso de enseñanza‑aprendizaje.
En el proceso de enseñanza‑aprendizaje deben diferenciarse los problemas de los llamados ejercicios. A diferencia de los problemas (cuya definición ya fue abordada), los ejercicios representan una situación rutinaria, habitual y escasamente sorprendente, poco inquietante, en la que el estudiante se encuentra ante una dificultad, pero conoce el procedimiento exacto para alcanzar la meta.
Frecuentemente, en el proceso de enseñanza‑aprendizaje se presta más atención a la ejercitación que a la resolución de problemas, lo cual, a pesar de no ser del todo perjudicial, tiene implicaciones negativas para el estudiante. Se trata de buscar un algoritmo de solución partiendo de un ejercicio "tipo" y las demás tareas que se resuelven siguen este algoritmo, por lo que el estudiante ni siquiera se percata de la necesidad de la fase de análisis y su trascendencia en la resolución de problemas, ocurriendo algo similar con la fase de control valorativo.
Aunque los ejercicios y problemas ponen énfasis en lo que se llaman procedimientos (en ambos casos hay que aprender a "hacer algo"), el tipo de procedimiento requerido por uno y otro es bien diferente. Los ejercicios requieren del uso de técnicas (rutinas sobreaprendidas), mientras que los problemas hay que enfrentarlos mediante estrategias; es decir, una planificación consciente de los pasos que pueden seguirse y de las consecuencias que se derivarán de cada uno de ellos. Las técnicas se automatizan; en cambio, las estrategias deben ser deliberadas, producto de una reflexión consciente. Obviamente, la aplicación de una estrategia se apoya en el uso de técnicas previamente aprendidas. Lo que diferencia a los ejercicios de los problemas no es sólo el tipo de procedimiento usado en uno y otro caso; sino, sobre todo, la forma en que se usa.
La utilización mayoritaria de los ejercicios sobre los problemas ha conllevado a que los estudiantes tiendan, al resolver problemas, a la ejecución inmediata, no poniendo en práctica las funciones de análisis y control valorativo, cuya significación ha sido fundamentada en el epígrafe anterior. Es éste uno de los aspectos que debe cuidarse en la estructuración de los temas, tratando de lograr un adecuado equilibrio entre los ejercicios y los problemas.
Actualmente constituye una tendencia en la enseñanza de las ciencias la organización del proceso para lograr un aprendizaje como investigación. Relacionado con esta tendencia, se presenta la resolución de problemas como proceso investigativo, para lo cual las tareas escolares deben plantearse como problemas, en vez de como simples ejercicios. J. I. Pozo y colaboradores señalan los criterios siguientes para lograr que las tareas escolares se planteen como problemas:
1. Plantear tareas abiertas, que admitan varias vías posibles de solución e incluso varias soluciones, evitando las tareas cerradas.
2. Modificar el formato o definición de los problemas, evitando que el estudiante identifique una forma de presentación con un tipo de problema.
3. Diversificar los contextos en que se plantea la aplicación de una misma estrategia, haciendo que el estudiante trabaje los mismos tipos de problemas en distintos momentos del currículum y ante contenidos conceptuales diferentes.
4. Plantear las tareas no sólo con un formato académico, sino también en escenarios cotidianos y significativos para el estudiante, procurando que establezca conexiones entre ambos tipos de situaciones.
5. Adecuar la definición del problema, las preguntas y la información proporcionada a los objetivos del tema, utilizando, en distintos momentos, formatos más o menos abiertos, en función de esos mismos objetivos.
6. Utilizar los problemas con fines diversos durante el desarrollo de un tema, evitando que las tareas prácticas aparezcan como ilustración, demostración o ejemplificación de unos contenidos previamente presentados a los alumnos.
7. Habituar al estudiante a adoptar sus propias decisiones sobre el proceso de solución, así como a reflexionar sobre el proceso, concediéndole una autonomía creciente en ese proceso de toma de decisiones.
8. Fomentar la cooperación entre los estudiantes en la realización de los problemas, pero también incentivar la discusión y los puntos de vista diversos, que obliguen a explotar el espacio del problema, para confrontar las soluciones o vías de solución alternativas.
9. Proporcionar a los estudiantes la información que precisen durante el proceso de solución, realizando una labor de apoyo, dirigida a hacer preguntas y a fomentar en los estudiantes el hábito de preguntarse a sí mismos.
10. Evaluar más los procesos de solución seguidos por el alumno que la corrección final de las respuestas obtenidas.
11. Valorar especialmente el grado en que ese proceso de solución implica una planificación previa, una reflexión durante la realización de la tarea y una autoevaluación, por parte del alumno, del proceso seguido.
12. Valorar la reflexión y profundidad de las soluciones alcanzadas por los alumnos y no la rapidez con que son obtenidas. No obstante, estimular las soluciones rápidas y profundas.
Por su parte, C. J. Furió presenta las siguientes orientaciones metodológicas para el modelo de resolución de problemas como investigación.
- La consideración de cuál puede ser el interés de la situación problemática abordada.
- El análisis cualitativo de la situación problemática que permita precisarla de forma operativa (acción de cerrar el problema).
- La emisión de hipótesis como actividad que permita elicitar, de forma natural, las estructuras cognitivas de los resolventes al intentar buscar solución al problema ya acotado.
- La explicitación de las estrategias de solución antes de proceder a éstas, como práctica metacognitiva deseable que pondría de manifiesto el "itinerario" elegido para llegar a la solución.
- La resolución propiamente dicha que concluye con un resultado literal en forma de expresión matemática.
- La contrastación del resultado obtenido, analizando su coherencia interna en relación con las hipótesis emitidas.
- La consideración de las perspectivas abiertas por la investigación realizada.
Todos estos elementos deben ser tomados en consideración al concebir la dinámica de un tema, cuando se utilice la resolución de problemas como vía de adquisición de conocimientos.
Debe trabajarse por lograr que los estudiantes expliciten, en todos los problemas, las estrategias seguidas para resolverlos y fundamenten la forma y el porqué las concibieron; para ello debe lograrse que:
- sean capaces de clarificar el contenido antes de empezar a resolver el problema y plantear la estrategia de trabajo,
- reflexionen sobre su proceso de pensamiento y hagan una síntesis del mismo,
- comprendan la importancia de los conocimientos teóricos y sus relaciones para afrontar las situaciones problemáticas,
- sepan diferenciar las dificultades que se les presentan: comprensión del enunciado, conocimientos auxiliares o del tema, número de subproblemas, conexión entre cada uno de ellos, etc. ,
- sepan evaluar su trabajo con efectividad.
Teniendo en cuenta todos los elementos teóricos hasta aquí abordados se estructuró un modelo para la estructuración del proceso de enseñanza‑aprendizaje conformado por cuatro etapas generales:
ETAPA I. Planificación y organización del proceso.
1. Análisis del mapa conceptual y del objetivo del tema para precisar: el nivel de profundidad y sistematización que debe lograrse en la asimilación de los conocimientos y en el desarrollo de habilidades, los conocimientos precedentes necesarios y las habilidades básicas necesarias para el desarrollo del tema.
2. Conformación y realización del diagnóstico de: las preconcepciones que poseen los estudiantes sobre los conocimientos a asimilar, las habilidades necesarias para enfrentar las situaciones problemáticas que puedan presentarse, los indicadores funcionales de la personalidad y de los intereses cognoscitivos de los estudiantes relacionados con el tema.
3. Determinar cuáles conocimientos pueden ser asimilados a partir de la resolución de problemas, en correspondencia con los resultados del diagnóstico realizado.
- Seleccionar, elaborar o rediseñar problemas. Resolverlos y determinar las relaciones de interdependencia que puedan establecerse entre éstos en función de la obtención de conocimientos y en correspondencia con el nivel de desarrollo que poseen los estudiantes en las habilidades para la resolución de problemas.
4. Ajuste de las formas organizativas de la enseñanza.
ETAPA II. Motivación y comprensión del contenido.
1. Discusión inicial de las perspectivas de aplicación de los conocimientos a adquirir en el tema, de forma que permita lograr la motivación necesaria en los estudiantes hacia la asimilación de éstos, trazándose objetivos de aprendizaje.
2. Creación del contexto problemático como clima a lograr en el aula (actitudes del profesor y de los estudiantes, realización de experimentos de clase, trabajo con materiales bibliográficos, noticias científicas, etc. ) a partir de situaciones lo más reales posibles (familiares o no) que se cuestionan y relacionan con otras semejantes, se envuelven objetivamente, se desarrollan actividades de indagación, de confirmación o de invalidación. Este clima se destina a explorar conceptos y formular problemas por el profesor y los estudiantes, pudiéndose presentar las situaciones siguientes:
A. Los conocimientos no pueden ser obtenidos de forma independiente por los estudiantes. En este caso, el profesor, mediante un proceso de comunicación permanente con los estudiantes, promoviendo reflexiones entre éstos (mediante el trabajo en grupos, de ser necesario), tiene un papel predominante en la obtención de los conocimientos. En este caso la secuencia de aprendizaje incluye:
- Análisis de situaciones y hechos que permita revelar las contradicciones con el sistema conceptual que se posee, declarándose la necesidad de nuevos conceptos, leyes, etc.
- Creación de intereses y motivos por el conocimiento.
- Desarrollo.
- Valoración de los resultados.
- Generalización y sistematización, que pueden conducir a situaciones A, B o C.
B. Los conceptos, leyes y principios son de conocimiento previo por los estudiantes a un nivel inferior al exigido, pudiendo ser ampliados y profundizados de forma independiente mediante la investigación bibliográfica y la aplicación de conocimientos previos y habilidades básicas o mediante la resolución de problemas‑ejercicios a través de estrategias preconcebidas. La secuencia de aprendizaje incluye:
- Creación de situaciones problemáticas. Concretar el problema.
- Elaboración y discusión de la estrategia de solución.
- Puesta en práctica de la estrategia, trabajo en grupos.
- Discusión y valoración de los resultados. Análisis de casos particulares. Generación de nuevos problemas. ‑ Generalización y sistematización, que pueden conducir a situaciones A, B o C.
C. El estudiante, aplicando los conocimientos y las habilidades que posee, puede arribar a los nuevos conocimientos, enfrentando la resolución de problemas como investigación, siguiendo las consideraciones metodológicas realizadas anteriormente.
ETAPA III. Generalización y sistematización de los conocimientos y las habilidades.
- Presentación, por los estudiantes, como resultado del trabajo en grupos, de los mapas conceptuales que se han conformado en el desarrollo del tema.
- Resolución de problemas‑ejercicios, siguiendo el modelo de estructura funcional, para lograr la sistematización.
ETAPA IV. Valoración de los resultados por profesores y estudiantes.
- Autoevaluación, por los estudiantes, de los resultados de su aprendizaje, sobre la base de los resultados aplicados durante el desarrollo del tema y en la etapa de generalización y sistematización, haciendo énfasis en el nivel de satisfacción del objetivo de aprendizaje trazado.
- Precisiones del sistema conceptual del tema y sus vínculos intra e intersistémicos.
El modelo descrito puede ser representado esquemáticamente según se muestra en la figura siguiente, en la cual se ha utilizado la simbología:
IP: Ideas previas, HB: Habilidades básicas, IC: Intereses cognoscitivos, IFP: Indicadores funcionales de la personalidad, RP: Resolución de problemas, FOE: Formas organizativas de la enseñanza.
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