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TRES IDEAS BSICAS DE LA DIDCTICA DE LAS CIENCIAS Pablo Valds Castro Rolando Valds Castro Instituto Superior Pedaggico enrique Jos Varona

1. INTRODUCCIN. Durante la ltima centuria han variado significativamente los objetos, las caractersticas de las investigaciones cientficas y el lugar que ocupa la ciencia en la sociedad. Se ha pasado del estudio del macromundo, percibido directamente por el hombre, a la investigacin intensiva del micro y mega mundos. La solucin de problemas de carcter interdisciplinar, los clculos numricos y la bsqueda de informacin mediante ordenadores se han hecho habituales. El desarrollo cientfico y el tecnolgico se han unificado, dando lugar a un complejo que algunos denominan tecnociencia (Nez 1999). Actualmente los conocimientos cientficos no constituyen el privilegio de un selecto grupo de personas y forman parte de la vida de decenas de millones de mujeres y hombres en el planeta. Entre investigadores, maestros y buena parte de la poblacin ha surgido una nueva imagen de la ciencia. Hoy asistimos a una revolucin cultural con base en la ciencia y la tecnologa (Hurd 1994) En correspondencia con los enormes cambios operados en la ciencia, ha surgido la necesidad de actual izar los cursos de las dist intas ma ter ias . En el empeo por lograr esa actualizacin debemos tener presente que ella ha de abarcar tanto el sistema de conocimientos, las aplicaciones prcticas y el uso de nuevas tecnologas educativas, hacia lo cual usualmente se dirige el inters principal; como tambin las caractersticas del propio proceso de enseanza-aprendizaje, cuestin a la que se ha dedicado mucha menor atencin. As, mientras que en los cursos de ciencias suelen incluirse conocimientos y aplicaciones tcnicas correspondientes a las ltimas dcadas, los mtodos y formas de trabajo empleados a menudo, ni tan siquiera reflejan los que se utilizaban en la ciencia hace ya ms de tres siglos, en la poca de Galileo y Newton. Si en el siglo XIX muchos profesionales se preparaban de una sola vez, es decir, los conocimientos que adquiran en la universidad alcanzaban prcticamente para toda la vida; en nuestros das, debido al inusitado ritmo de desarrollo de la ciencia y la tecnologa, la situacin es totalmente distinta. Las instituciones docentes han reaccionado ante esta realidad incrementando el volumen de los conocimientos que deben ser aprendidos, frecuentemente sin tomar en consideracin las posibilidades reales de tiempo de los estudiantes. Tambin se ha recurrido a los cursos de especializacin y superacin postgraduada, que en las condiciones actuales resultan solo un paliativo. Desde nuestro punto de vista son indispensables empeos de mayor trascendencia, fundamentados en cambios de las concepciones sobre el proceso de enseanza-aprendizaje. La escuela media y la educacin superior tienen hoy el encargo social de desarrollar individuos capaces de prepararse toda la vida, de manera autodidacta, para resolver los problemas de la poca apoyados en una slida formacin bsica. Y no es posible cumplir esta tarea sin transformar profundamente la metodologa del proceso de enseanza-aprendizaje. Actualmente los avances en la produccin y, por tanto, el bienestar de la gente dependen directamente de la utilizacin prctica de los resultados de la actividad cientfica investigadora. Hoy, para trabajar en la industria moderna, es necesario haber

recibido varios aos de educacin cientfica. Debido al enorme impacto de la ciencia en la tecnologa, la produccin y la vida de las personas, existe la necesidad apremiante de una formacin cientf ica masiva (UNESCO 1993, National Research Council 1996, Nieda y Macedo 1997), que incluye la educacin primaria, secundaria, universitaria e incluso de postgrado (Garca 1996). Sin embargo, son enormes y de reconocimiento general, las dif icultades que confronta la enseanza de las ciencias en la escuela y los pr imeros aos de las carreras universitarias . En particular, es considerable el nmero de estudiantes que luego de la enseanza recibida no domina los conceptos bsicos, no adquiere las habilidades intelectuales que se esperaban o no manifiesta una actitud crtica durante el anlisis de las cuestiones examinadas. El fracaso docente es significativo, no obstante la inversin de cuantiosos recursos econmicos en la educacin cientfica, el tiempo dedicado y el esfuerzo realizado por los profesores. Cada vez se manifiesta con mayor claridad que, para obtener xito en el proceso docente, al profesor no le bastan el dominio de la materia a ensear, la impecable lgica y fundamentacin de las ideas que expone, la experiencia docente, la realizacin de experimentos en clase y la introduccin de nuevas tecnologas educativas (Furi 1994). El profesorado puede y debe contar con un probado sistema de conocimientos tericos en el campo de la didctica, que permita superar el predominio de concepciones superficiales, empiristas y del sentido comn acerca del proceso de enseanza-aprendizaje de las ciencias. Como resultado de la labor de numerosos investigadores, durante las ltimas dcadas se han realizado estudios y aportes significativos a la teora y prctica de la enseanza, relacionados con investigaciones en el campo de la historia y epistemologa de la ciencia, de la psicologa, de la didctica general y de las didcticas especficas. A continuacin mencionamos varias direcciones de investigacin y concepciones de particular influencia en la didctica, vinculadas con dichos aportes. Al propio tiempo indicamos algunas referencias bibliogrficas:

La orientacin cultural del proceso de enseanza-aprendizaje (Leontiev 1975, Danilov et al. 1978, Coll 1987, Valds y Valds 1999).

La teora psicolgica de la actividad y la conciencia elaborada por la psicologa sovitica (Vigotski 1966, Rubinshtein 1965 y 1977, Leontiev 1967 y 1981).

La teora de formacin por etapas de las acciones mentales (Galperin 1983a y 1983b, Talzina 1988)

Las concepciones acerca de la resolucin de problemas en la enseanza (Majmutov 1972, Polya 1975, Pozo 1994, Gil y Valds 1996, Martnez 1998).

Las concepciones acerca del aprendizaje significativo (Ausubel et al 1983, Moreira 1992).

El estudio de las ideas alternativas en el proceso de enseanza-aprendizaje de las ciencias. (Manrique 1989, Pinto 1991, Carrascosa 1992 y 1996, Pfundt y Duit 1994, Wandersee 1994).

Las estrategias del cambio conceptual (Posner et al 1982, Driver 1986, Duschl 1995).

La orientacin investigadora del proceso de enseanza-aprendizaje de las ciencias (Razumovski 1987, Gil 1993, Gil y Valds 1995).

La enseanza en contextos (Stinner 1995, Duschl 1995). Las direcciones de investigacin y concepciones mencionadas ponen mayor o menor nfasis en determinados aspectos del proceso de enseanza-aprendizaje. En ocasiones, por la necesidad de comprender ms profundamente dichos aspectos, estos se han analizado por separado; luego, incluso, se han desligado y hasta

contrapuesto. Semejante contraposicin tiene lugar, por ejemplo, al preguntarse algunos qu modelo de enseanza-aprendizaje adoptar, el de transmisin-recepcin significativa de conocimientos o el de aprendizaje como investigacin dirigida; cuando en realidad esa transmisin-recepcin significativa forma parte de la actividad investigadora, y los conocimientos que resultan de esta ltima son necesariamente significativos. A veces la labor de investigacin e innovacin en didctica ha desconocido aportes importantes. As, la didctica de las ciencias occidental prcticamente ha ignorado la teora de la actividad elaborada por la psicologa sovitica, a pesar de que la inmensa mayora de los investigadores comprende la necesidad del carcter activo del proceso de enseanza aprendizaje. En resumen, la didctica de las ciencias est llamada a producir profundos cambios en los objetivos, contenido y metodologa de la enseanza, con el fin de solucionar dos problemas bsicos: actualizar los cursos de las distintas asignaturas y lograr que los estudiantes aprendan lo previsto, en las condiciones de una educacin cientfica de masas. Los investigadores han abordado estos problemas desde distintos ngulos, enfatizando en unos u otros aspectos del proceso de enseanza-aprendizaje. Sin embargo, el profesorado necesita una concepcin didctica coherente, adecuada al actual contexto sociocultural, que permita la formacin cientfica eficaz de las nuevas generaciones. Es indispensable hacer un esfuerzo de integracin de los numerosos aportes realizados a la teora y prctica de la enseanza y expresarlos a travs de un cuerpo nico de ideas metodolgicas rectoras. Por eso, el objetivo de nuestro trabajo es precisar el contenido de un ncleo de ideas didct icas fundamentales, donde encuentran unidad concepciones epistemolgicas, psicolgicas y pedaggicas, de val idez en la enseanza de las ciencias . En nuestra opinin, ese ncleo lo forman tres ideas bsicas indisolublemente ligadas:

La necesidad de imprimir una orientacin cultural a la educacin cientfica.

La necesidad de considerar durante el proceso de enseanza-aprendizaje las caractersticas distintivas de la actividad psquica humana.

La obligacin de reflejar durante el proceso de enseanza-aprendizaje las caractersticas fundamentales de la actividad investigadora contempornea.

A continuacin examinamos con detalle cada una de las ideas mencionadas.

2. LA NECESIDAD DE IMPRIMIR UNA ORIENTACIN CULTURAL A LA EDUCACIN CIENTFICA.

Esta idea metodolgica supone que los profesores organicen el proceso de enseanza-aprendizaje y acten en l atendiendo a la relacin objetiva entre cultura, educacin y ciencia. Significa encauzar la prctica docente hacia la formacin de hombres cultos, capaces de orientarse en el contexto histrico-social que les ha tocado vivir. De ah la necesidad de abordar las siguientes cuestiones:

El concepto y la estructura de la cultura de la sociedad.

El objetivo principal de la educacin.

El contenido de la ciencia y su relacin con la estructura general de la cultura.

Los objetivos y el contenido de la educacin cientfica.

Lo que distingue la ciencia de otras ramas de la cultura.

Las caractersticas del hombre culto en la actualidad. Analizaremos detalladamente cada una de las cuestiones mencionadas.

LA CULTURA Y SU ESTRUCTURA. La cultura de la sociedad es el resultado de las acciones concretas de mltiples individualidades orientadas en los ms diversos sentidos. Sin embargo, el producto del trabajo de cada persona, - los descubrimientos cientficos, las creaciones artsticas, la obra educativa, etc. - al fin y al cabo escapa de sus manos y se convierte en patrimonio de determinada generacin. Al describir la cultura de la sociedad, hacemos abstraccin de lo individual y tomamos en cuenta la tecnologa, las ideas, las normas de conducta, etc.; que trascienden a una poblacin, pas o a la humanidad en una poca. Consideramos acertado afirmar que la cultura de la sociedad la forman los valores, mater iales y espir ituales, creados por el hombre con arreglo al estado y las necesidades del desarrollo de un pueblo, pas o de la humanidad en una poca determinada. (Encarta 1998). Sus componentes principales pueden ser definidos de manera generalizada en la forma siguiente:

Recursos materiales producidos por el hombre , es decir, el conocimiento humano objetivado en edificaciones, instrumentos de trabajo, mquinas, libros, pinturas, grabaciones musicales, etc.

Sistema de conocimientos acerca de la naturaleza, la tcnica, la sociedad, el pensamiento y los modos de actuar.

Caracterst icas generales de la realizacin de acciones , intelectuales y prcticas, y muy especialmente de la imprescindible actividad creadora, sin la que es imposible el desarrollo cultural.

Actitudes y normas de relacin hacia el medio y las personas. Estos elementos generales de la cultura son punto de partida, parte y resultado de la activ idad de personas concretas, sin la cual no existiran. Semejante estructura es comn para la produccin, el arte, la ciencia y el sistema de educacin que, entrelazados en la cultura de la sociedad, forman una unidad.

EL OBJETIVO PRINCIPAL DE LA EDUCACIN. El objetivo fundamental de la educacin es comunicar a las nuevas generaciones la experiencia histrico social acumulada, los componentes espirituales de la cultura de la sociedad: conocimientos, experiencia en la realizacin de acciones, actitudes y normas de relacin hacia el medio y las personas (Danilov et al 1978, Coll 1987). Cada generacin automticamente puede heredar de las anteriores los objetos materiales creados y conservados. Pero sin la educacin, sin los conocimientos transmitidos, las destrezas adquiridas y las actitudes formadas; la tecnologa y las obras de arte apareceran ante nosotros, cuando ms, como meras curiosidades (Leontiev 1975). A lo largo de su historia, la sociedad ha establecido sus principales direcciones de influencia sobre las personas (Konstantinov et al. 1977, MINED 1984):

La educacin cvica.

La educacin laboral y tecnolgica.

La educacin cientfica.

La educacin esttica.

La educacin fsica.

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Todas ellas corresponden a diferentes campos de la cultura estrechamente ligados: la cultura ciudadana, la produccin, la ciencia, la tecnologa, el arte y el deporte. En cada poca, atendiendo al estado y las necesidades del desarrollo de la sociedad, a la situacin poltica de un pas o a la extraccin social de los educandos, se ha hecho mayor o menor nfasis en los distintos componentes de la educacin. As, por ejemplo, en la Antigua Grecia la clase esclavista posea instituciones especializadas para educar a sus descendientes principalmente en la gimnasia, base de la prctica militar; y en el arte, necesario para el disfrute del ocio (Aristteles 1968, Platn 1988). La educacin laboral, por su parte, la realizaban espontneamente los esclavos en el propio proceso de produccin. Actualmente todas las ramas de la cultura se hallan bajo la poderosa influencia de los formidables cambios operados en la ciencia y la tecnologa. Nuestra poca, como ya hemos sealado, es el escenario de una revolucin cultural con base en la ciencia y la tecnologa y est relacionada, por tanto, con un aumento significativo del papel de la educacin cientfica. Los currculos han incrementado el nmero de horas destinadas al aprendizaje de las ciencias, los medios de difusin realizan una importante labor en la divulgacin de los adelantos cientfico-tcnicos y han aparecido diversas organizaciones internacionales para el fomento de la educacin en ciencia y tecnologa (UNESCO 1993). Ha crecido significativamente la cantidad de personas dedicadas a la investigacin e innovacin en didctica de las ciencias. La cultura cientfica hoy, a diferencia de pocas anteriores, es patrimonio de una enorme y creciente masa de mujeres y hombres. A la luz de estos acontecimientos es indispensable precisar el contenido general de la ciencia y los objetivos de la educacin cientfica.

LA CULTURA, LA CIENCIA Y LOS OBJETIVOS DE LA EDUCACIN CIENTFICA. En plena correspondencia con la estructura general de la cultura de la sociedad, la ciencia consta de los siguientes elementos fundamentales:

Medios materiales para el trabajo de investigacin. Ellos son indispensables en la actividad experimental, en la realizacin de clculos y permiten conservar y comunicar la informacin cientfica. Aqu se incluyen, por ejemplo, los instrumentos de medicin, microscopios, ordenadores, libros, edificaciones, etc.

Sistema de conocimientos propios de la actividad cientfica. Ellos abarcan, entre otros, los problemas y objetivos planteados en la actividad cientfica; las magnitudes, axiomas, teoremas y teoras; el conocimiento sobre los mtodos de investigacin (experimentales y tericos), acerca del desarrollo de la ciencia, de su relacin con la tcnica y la sociedad, sobre las actitudes y las normas de conducta de los hombres de ciencia.

Experiencia en la actividad investigadora. Aqu se incluyen, por una parte, las destrezas necesarias para la utilizacin de los equipos de investigacin, el empleo de procedimientos de clculo, etc. Es decir, los hbitos y habilidades operativas. Por otra parte, se tiene especialmente en cuenta la experiencia en la actividad creadora: en el acotamiento de situaciones problemticas, en la emisin de hiptesis y la elaboracin de estrategias para contrastarlas; en el diseo de modelos matemticos, de instalaciones experimentales y de algoritmos de clculo; en la planificacin de experimentos, etc.

Actitudes y normas de conducta necesarias en la actividad cientfica. Estas son, entre otras, la actitud inquisitiva, el espritu critico hacia la labor realizada, la tenacidad, la disposicin para considerar otros puntos de vista y cambiar los propios, la disposicin para el trabajo colectivo, la orientacin del pensamiento hacia la solucin de problemas con trascendencia social, el autodidactismo, etc.

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Al concebir la ciencia como parte de la cultura de la sociedad, estamos obligados a definir los objetivos y el contenido del proceso de enseanza-aprendizaje, considerando la exper iencia en la act iv idad creadora y las act itudes a que nos hemos referido; del mismo modo que los conocimientos, hbitos y habilidades operativas sobre los que habitualmente se centra la atencin principal. El contenido general de la ciencia adquiere su forma especfica durante la act iv idad cientfico-investigadora concreta de las personas. La actividad cientfico investigadora se diferencia de otras formas del trabajo creador como la produccin material y el arte, por estar especialmente orientada a descubrir tras la superficie de los fenmenos, tras lo apreciado directamente; lo interno y determinante, hasta el momento oculto a la razn. Cuando el pensamiento abstracto penetra la realidad e integra con ingenio los conocimientos cientficos, surgen las hiptesis, se elaboran los modelos matemticos, son concebidos los experimentos y se ponen de manifiesto la actitud inquisitiva, el espritu crtico, la orientacin prctica del pensamiento, etc. Todo el contenido general de la ciencia se revela claramente a travs de la actividad investigadora. Por eso, si queremos preparar las nuevas generaciones para vivir un presente y futuro de ciencia y tecnologa, no queda ms remedio que reflejar en el proceso de enseanza-aprendizaje, con especial inters, las principales caracterst icas de la act iv idad invest igadora contempornea . Lamentablemente en la prctica docente la enseanza de las ciencias se concibe tradicionalmente como la simple transmisin de conocimientos ya preparados (a veces demasiado especficos y desactualizados) y la formacin de hbitos y habilidades operativas. En cambio, aspectos esenciales de la experiencia en la actividad investigadora como el acotamiento de situaciones problemticas, el planteamiento de hiptesis y la elaboracin de estrategias para contrastarlas suelen no tenerse en cuenta o, por otra parte; no se presta la suficiente atencin al desarrollo de cualidades del hombre de ciencia como la actitud crtica hacia la labor que realiza, la orientacin social del pensamiento y la disposicin para aprender de manera autodidacta. Es indispensable que en las tareas docentes el profesor plantee a sus alumnos exigencias dirigidas a transmitir esta experiencia y a la formacin de actitudes. Por ejemplo:

Elaborar proposiciones (suposiciones ) para explicar un fenmeno observado.

Participar en el diseo de modelos matemticos, algoritmos e instalaciones experimentales.

Participar en la planif icac in de las acciones que realizarn con determinada instalacin experimental.

Hallar independientemente en libros, revistas, medios electrnicos, etc., informacin necesaria para solucionar un problema.

Planif icar , construyendo una gua, la confeccin del informe sobre la solucin de un problema en clases.

Buscar con tenacidad soluciones a los problemas planteados, hasta exponer coherentemente (de forma oral o escrita) el resultado obtenido.

Solucionar problemas relacionados con la tcnica, la produccin y los servicios a la sociedad.

Establecer las ventajas y l imitaciones de una idea terica, de un experimento o estudio realizado.

Plantear nuevas cuestiones o preguntas para ampliar y profundizar en torno a determinado estudio realizado.

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Abordar colect ivamente la resolucin de los problemas planteados. La concrecin de este tipo de exigencias en el planteamiento de tareas docentes es una va para formar conocimientos y destrezas, y tambin la base para evaluar cmo los alumnos se apropian de experiencia en la actividad investigadora y de las actitudes necesarias al ciudadano moderno. No es posible lograr los objetivos de la educacin cientfica sin tomar en cuenta la relacin entre la cultura de la sociedad y la cultura de las personas. Cuando nos referimos a la cultura de las personas debemos considerar que ella refleja la experiencia histrico social acumulada y al propio tiempo es una manifestacin de vivencias individuales. Entre la cultura espiritual de la sociedad y la de cada persona, se da la relacin entre lo general y lo particular: lo general no existe fuera de lo particular y esto ltimo, a su vez, no existe sin lo general. La tarea principal de la educacin consiste en transformar lo socialmente significativo (conocimientos, experiencia en la realizacin de acciones, actitudes y normas de conducta generales), en significados personales; estriba en manifestar lo general a travs de lo individual. No es suficiente que el profesor exprese con sus acciones significados sociales. Es indispensable que esos significados se integren a la actividad de los estudiantes, a la cultura de cada alumno (Ausubel et al. 1983). Por eso la educacin cientfica ha de comunicar la experiencia histrico social acumulada, tomando como punto de partida la cultura previa de los estudiantes y, en correspondencia con ella, plantear un sistema coherente de tareas que permita dirigir la formacin y desarrollo de conocimientos, destrezas, capacidad creadora, actitudes y normas de conducta.

CARACTERSTICAS DEL HOMBRE CULTO EN LA ACTUALIDAD. No obstante la enorme importancia de la formacin cientfica, la educacin ha de ser multilateral. Educar es comunicar cultura y, como dijimos, la cultura es una unidad. As por ejemplo, no es posible tener hoy una slida formacin cientfica, sin determinada preparacin tecnolgica y laboral. Slo a travs de su educacin integral el hombre puede disfrutar plenamente de la vida y dar de si el mximo al desarrollo de la sociedad. Personalidades de la ciencia como N. Coprnico, G. Galilei, T. Young M. Faraday, A. Einstein y P. Kapitsa adquirieron a travs de la educacin y especialmente de manera autodidacta una amplia formacin cultural. Precisamente por ello pudieron orientarse con xito en la sociedad que vivieron, advertir problemas significativos de la poca y planificar con objetividad la estrategia (no solo la estrictamente cientfica) para solucionarlos. Nuestro tiempo demanda mayor cantidad de hombres de este tipo: unos sern capaces de resolver problemas de frontera en la ciencia y la tecnologa y otros; de introducir en la prctica las soluciones halladas o de realizar innovaciones de menor calibre. En cualesquiera de estos casos, cada cual debe estar preparado para superar mltiples barreras de los ms diversos gneros y para ello se necesita cultura.

Pero la obra humana es tan vasta y dinmica, que existe nicamente la posibilidad bajo el prisma de las necesidades reales y vivencias concretas de los individuos de transmitir a cada persona los elementos bsicos de la experiencia histrico social. Ya en el siglo pasado, el ms sobresaliente de los forjadores de la cultura cubana, Jos Mart, precis esta idea (Mart 1975a): Educar es depositar en cada hombre toda la obra humana que le ha antecedido; es hacer a cada hombre resumen del mundo viviente, hasta el da en que vive: es ponerlo a nivel de su tiempo, para que flote sobre l ... es preparar al hombre para la vida. En nuestra poca, la de ms intenso desarrollo de la humanidad, la persona culta se destaca por poseer conocimientos y destrezas generales , experiencia en la actividad creadora, actitudes y normas de conducta, que le permiten orientarse

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independientemente en la solucin de los problemas planteados por el contexto social de su tiempo. Semejante capacidad de orientacin es hoy imposible sin una cultura cientfica, pues toda la sociedad se transforma bajo el influjo de la ciencia. Ahora, a modo de conclusin, resumiremos los aspectos esenciales que definen la orientacin cultural de la educacin cientfica.

El objetivo principal de la educacin es comunicar a las nuevas generaciones los elementos principales de la experiencia histrico social acumulada, transformar lo socialmente significativo (conocimientos, experiencia en la realizacin de acciones, actitudes y normas de conducta generales) en significados personales. No es suficiente que el profesor exprese con sus acciones significados sociales. Es indispensable que en la actividad de los estudiantes esos significados se integren a los personales.

El contenido de la ciencia, en plena correspondencia con el de la cultura de la sociedad, est integrado por los medios materiales de investigacin, determinado sistema de conocimientos, la experiencia acumulada en la actividad investigadora (esencialmente creadora) y las actitudes y normas de conducta propias de los hombres que se dedican a la investigacin cientfica.

Con arreglo a esta estructura deben ser definidos los objetivos y el contenido de la educacin cientfica, han de concebirse los medios de enseanza, los mtodos, formas de organizacin del proceso de enseanza-aprendizaje, el control y la evaluacin del aprendizaje.

Tradicionalmente la enseanza de las ciencias ha descuidado la transmisin de la experiencia en la actividad creadora y la formacin de actitudes. Por eso hoy, en una poca de inusitado progreso e impacto de la ciencia y la tecnologa en la sociedad, a estos dos componentes de la cultura se debe prestar especial atencin.

El contenido general de la ciencia adquiere su forma especfica en la actividad cientfico-investigadora concreta de las personas. De ah que las caractersticas de la actividad psquica humana, y particularmente de la actividad cientfico investigadora, deban ser consideradas de modo especial en el proceso de enseanza-aprendizaje.

La actividad cientfico investigadora se diferencia de otras formas del trabajo creador como la produccin material y el arte, por estar especialmente orientada a profundizar, a partir de la apariencia de las cosas, en aquello que hasta el momento se oculta a la razn.

La ciencia contempornea es un sistema sometido a vertiginosos cambios. A lo largo del proceso de enseanza-aprendizaje los estudiantes pueden apropiarse slo de los elementos esenciales y socialmente necesarios de ese campo de la actividad humana. Pero deben hacerlo a travs del anlisis de situaciones concretas de inters, que propicie el desarrollo de la capacidad para orientarse independientemente en la solucin de problemas correspondientes al contexto histrico-social en que cada persona ha de vivir. Ese contexto es una manifestacin del estado y las necesidades del desarrollo de la humanidad, del pas y del pueblo donde el educando tiene su porvenir.

La orientacin cultural de la educacin cientfica no se puede identificar con la simple divulgacin o con la transmisin de una visin superficial de la ciencia. Por el contrario,

supone lograr a travs de una formacin bsica que los estudiantes aprecien la extraordinaria riqueza de la actividad investigadora y tengan una visin tan profunda de la

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ciencia; cuanto lo permitan la edad, el nivel cultural de partida y lo requiera el contexto histrico-social en que han de vivir. Solo as nuestros alumnos podrn ser personas verdaderamente cultas, capaces de orientarse independientemente en la solucin de los problemas planteados por la sociedad.

La cultura es la unidad de la diversidad creada por el hombre. Por eso la educacin, en su funcin de comunicar cultura, debe ser multilateral. La formacin cientfica, que hoy tiene una importancia especial, es slo un componente de la educacin que deben recibir las nuevas generaciones.

3. LA NECESIDAD DE CONSIDERAR DURANTE EL PROCESO DE ENSEANZA-APRENDIZAJE LAS CARACTERSTICAS DISTINTIVAS DE LA ACTIVIDAD PSQUICA HUMANA.

Al abordar la orientacin cultural del proceso de enseanza aprendizaje mencionamos la necesidad de atender a las caractersticas distintivas de la actividad humana. No sera exagerado afirmar que todo el profesorado concuerda con la exigencia del aprendizaje activo. El simple sentido comn indica que nadie puede aprender por el estudiante y que la enseanza ha de ser participativa. Pero la investigacin didctica debe ir ms all de las ideas triviales y obtener resultados superiores en la prctica docente, al considerar la actividad psquica desde la perspectiva de una indagacin terica. Sobre la base de la teora psicolgica de la actividad1, en este apartado abordaremos las cuestiones siguientes:

Las caractersticas distintivas y la gnesis de la actividad psquica humana.

El papel de las actividades prcticas en el proceso de enseanza-aprendizaje de las ciencias.

Cmo atender a la estructura de la actividad psquica del hombre al dirigir el proceso de enseanza-aprendizaje.

El papel que desempean las principales formas del lenguaje en el proceso de enseanza-aprendizaje de las ciencias.

Debemos precisar, ante todo, qu entendemos por actividad psquica en general y cules son sus rasgos distintivos en el ser humano. Luego, estaremos en condiciones de abordar con profundidad la cuestin de cmo considerar en el proceso de enseanza aprendizaje las caractersticas distintivas de la actividad psquica del hombre.

CARACTERSTICAS DISTINTIVAS Y GNESIS DE LA ACTIVIDAD PSQUICA HUMANA. Todos los objetos materiales, comenzando por los de naturaleza inorgnica y terminando por el cerebro humano, tienen la facultad de registrar las caractersticas del medio circundante. Este registro pone de manifiesto las propiedades del cuerpo reflejado y del que lo refleja. As, la huella dejada en el barro por una piedra reproduce las propiedades de esta ltima, pero es tambin una manifestacin de las caractersticas del propio barro: la huella ser ms o menos profunda, tendr mayor o menor informacin de la piedra, segn el barro est ms o menos hmedo. El conocimiento cientfico reproduce de forma anloga la realidad circundante: pone de manifiesto al mismo tiempo las caractersticas del objeto investigado y del sujeto.

1 Apoyndonos fundamentalmente en las ideas de L. Vigotsky y A. Lentiev.

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Un investigador acta como el pintor que en el lienzo representa un paisaje. Si en un cuadro reconocemos determinado objeto, es porque algunas de sus propiedades fueron copiadas sobre el lienzo. Pero la pintura y el paisaje se diferencian significativamente; pues el artista, por muy realista que pretenda ser, est sujeto a las limitaciones de los materiales utilizados para trabajar, a sus emociones y a la experiencia vivida. Por su parte, el investigador capta la informacin del mundo circundante mediante conceptos cientficos. Esos conceptos, a su vez, son subjetivos y difieren enormemente de la realidad. De forma semejante al pintor que con la actividad sensorial reconoce el paisaje en su lienzo; el investigador, con la actividad prctica, comprende que sus hiptesis y diseos son adecuados a la realidad cuando la transforma y controla segn lo previsto.

La premisa de la psiquis se encuentra en la facultad que t ienen todos los objetos materiales de registrar las propiedades del mundo circundante . Para la psicologa basada en la teora del reflejo no es suficiente afirmar esto. Es necesario adems describir la evolucin del reflejo, revelar sus saltos cualitativos; cmo transita de los estadios inferiores a los superiores, hasta llegar a su forma humana. Ello ya ha sido hecho mediante numerosas investigaciones psicolgicas, tericas y experimentales, de carcter fundamental (ver por ejemplo, Leontiev 1967).

La psiquis es inseparable de la conducta ; de manifestaciones del organismo, ante todo motrices, dirigidas a establecer sus relaciones vitales con el medio. Mientras la psiquis es un fenmeno donde predomina lo interno, la conducta es eminentemente externa. Ambas son inseparables: la psiquis refleja la conducta y esta ltima es psquicamente regulada. Con el concepto de actividad psquica expresamos esta unidad. La activ idad es la orientacin del organismo hacia los objetos que satisfacen sus necesidades vitales2. Esos objetos conforman los motivos de la act ividad (Leontiev 1981). En los animales los motivos de la actividad psquica son externos. Sin embargo, en el ser humano se han dado las condiciones para que los nuevos conocimientos (an por construir) se convirtieran en objetos (internos) hacia los que orienta su actividad.

Mientras los animales encuentran sus nuevos motivos de actuacin al ampliar el crculo de objetos que consumen, el hombre es capaz de producir sus propios motivos. En la evolucin de las especies, la actividad laboral es precisamente lo que permiti distinguir la psiquis humana, de la psiquis de los animales. Con la aparicin del ser humano tuvo lugar un cambio cualitativo en la actividad psquica hasta entonces realizada. Para satisfacer sus necesidades vitales el hombre primitivo se vio en la obligacin (y gracias a un sistema nervioso superior y forma de vida en grupos tena la posibilidad) de producir colect ivamente sus medios de vida. A partir de entonces el progreso en la fabricacin de los instrumentos de trabajo y no las transformaciones genticas, se convirti en el medio de conservacin y desarrollo de la especie.

La distribucin de funciones productivas entre los miembros de la comunidad, ante un motivo comn, a fin de cuentas implic planif icar y descomponer la act iv idad en un sistema de acciones coordinadas . El mvil que impulsaba la actuacin de cada individuo poda alcanzarse solo como resultado del cumplimiento de determinadas acciones por cada uno de los participantes en al trabajo colectivo. Esto condujo a un cambio

2 Las necesidades vitales son, adems de las elementales para subsistir, otras como las de afecto o las surgidas

como resultado del desarrollo cultural en los hombres, las cuales tienen especial importancia para ellos.

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substancial en la actividad, que ahora adems de tener motivo constaba de un sistema de acciones, cada una de las cuales tena su propio objetivo (Lentiev 1981).

El objet ivo es la representacin ant ic ipada del resultado de la accin . Anticipar el producto de la accin y actuar para obtenerlo, inevitablemente supone comparar una nocin subjetiva con el efecto de las operaciones realizadas, significa saber que existe un mundo subjetivo distinto de la realidad circundante. Eso es pensar y tener conciencia. De este modo, el reflejo psquico humano, lo ideal, aparece dentro de la actividad prctica, no como su premisa, sino formando parte de ella. Actuar para obtener determinado objet ivo, es la condicin necesaria para que nuestras ideas sean objetos de la conciencia.

La produccin material, que es una actividad colectiva, puede llevarse a cabo solo gracias a la comunicacin entre las personas. Para ello se utiliza un grupo de signos (o seales) que representan las ideas: el lenguaje humano. El desarrollo del lenguaje es la condicin para que el pensamiento llegue a transcurrir fuera de la actividad prctica. Lo estudios filogenticos y ontogenticos (en animales y nios) acerca del lenguaje, permiten establecer que existe una etapa preintelectual de utilizacin del lenguaje como expresin y medio de comunicacin de emociones y deseos (Vigotsky 1966). En este estadio el lenguaje no se utiliza para descomponer la actividad en acciones. Al mismo tiempo existe la fase prelingustica del desarrollo del pensamiento, que se distingue por el uso embrionario de herramientas de trabajo. Hasta cierto punto ambas lneas de desarrollo (del lenguaje y del pensamiento) permanecen independientes, pero en determinado momento se encuentran, cuando el pensamiento se hace verbal y el lenguaje, racional e interno (Vigotsky 1966). Entonces, las representaciones lingsticas internas (o instrumentos-signos del lenguaje) permiten convertir en objeto de la conciencia nuestras ideas, independientemente de la actividad prctica. De este modo, se crean las condiciones para que los motivos de la actividad puedan ser internos.

Para que el pensamiento pueda cumplir su funcin de orientar al hombre en el mundo exterior (de los objetos materiales y en el medio social), no puede separarse totalmente de la prctica. Es en la interaccin con ese mundo (en la prctica social) que el pensamiento adquiere informacin sobre la realidad y compara lo ideal con el medio circundante. El pensamiento humano nace con y como parte de la prctica social, luego la refleja y se le llega a contraponer, pero nunca puede separarse totalmente de ella. La prctica social no es la premisa, sino la condicin necesaria de existencia del pensamiento.

En apretada sntesis hemos descrito algunos aspectos de la teora psicolgica de la actividad, con la finalidad de precisar las caractersticas distintivas de la actividad psquica humana que deben ser especialmente consideradas en el proceso de enseanza-aprendizaje:

La actividad prctica colectiva como condicin del reflejo psquico humano.

La estructura de la actividad psquica del hombre: los motivos (internos y externos) que la orientan, las acciones y los objetivos correspondientes que la integran.

El lenguaje como herramienta indispensable de la actividad humana.

Examinemos cada una de estas caractersticas en relacin directa con el proceso de enseanza-aprendizaje.

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LA PRCTICA SOCIAL COMO CONDICIN NECESARIA PARA LA FORMACIN DE CONOCIMIENTOS CIENTFICOS. Como ya sealamos, el pensamiento y el lenguaje humano surgen dentro de la actividad prctica colectiva. Las representaciones lingsticas internas, permitieron despus la realizacin de complejas acciones mentales fuera de la actividad con objetos materiales (Vigotsky 1966). Por otra parte, la propia prctica exige contestar con frecuencia a las preguntas de cmo y por qu ocurren las cosas, y en ella surge inicialmente la necesidad de los cuestionamientos para hallar lo substancial y determinante tras los que percibimos directamente. La actividad prctica es premisa de la actividad cientfica. Los cuestionamientos sobre la realidad inician toda investigacin. Luego surgen las suposiciones, las idealizaciones y finalmente las concepciones tericas que permiten anticipar el comportamiento de los objetos y planificar la actividad (material e ideal) que el investigador llevar a cabo. En la prct ica no se crean y desarrol lan las teoras, pero si se ut i l izan para dir igir la y someten a comprobacin . Histricamente la prctica fue la premisa de la actividad cientfico investigadora, es la fuente primaria de informacin sobre los objetos circundantes y el medio de comparar la teora con la realidad. Solo en este sentido consideramos la actividad prctica fundamental respecto al pensamiento terico, que crea las bases para orientarla.

El experimento docente (el experimento propiamente dicho, la observacin y la medicin) y el adiestramiento laboral donde los alumnos se valen de la formacin acadmica adquirida, son formas de prctica social que tienen lugar en el proceso de enseanza-aprendizaje. El carcter social de ellas est determinado ante todo, por el objetivo general con que son organizadas: comunicar la experiencia histrica social acumulada.

El proceso de enseanza-aprendizaje de las ciencias debe organizarse de manera que los estudiantes perciban cmo los conocimientos tericos permiten guiar la actividad prctica y que esta ltima es el criterio de validez de sus ideas. Semejante percepcin se hace posible cuando los alumnos intervienen, sobre la base de presupuestos tericos, en la planificacin de los experimentos que realizan o cuando participan en procesos productivos que fueron diseados con los conocimientos cientficos estudiados. Al hacer estas afirmaciones queremos insistir en la necesidad de superar las tendencias inductivistas y operativistas de que suele estar impregnada la enseanza de las ciencias. Tendencias que solo pueden contribuir a formar ideas superficiales (concepciones alternativas) acerca de la actividad experimental y de la prctica en general.

Ilustraremos ahora, con el caso fundamental de la construccin de magnitudes, cmo la actividad prctica, condiciona el reflejo de la realidad en el proceso de enseanza-aprendizaje.

Las magnitudes son conceptos que permiten conocer el mundo, asignando a propiedades reales determinadas cantidades (variables o constantes). Una enseanza basada en la teora del reflejo debe precisar qu propiedades objetivas son registradas con las distintas magnitudes. En consecuencia distinguimos los siguientes aspectos generales de la formacin del concepto sobre una magnitud:

1. Poner de manifiesto en la prctica la existencia de la propiedad que se desea caracterizar cuantitativamente. Por ejemplo la rapidez, la accin de un cuerpo sobre otro,

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la inercia, la propensin de los cuerpos a ser atrados o a atraer otros cuerpos cuando estn cargados, etc. En los conceptos de velocidad, fuerza, masa inercial y carga elctrica hay informacin sobre las propiedades correspondientes mencionadas.

2. Evidenciar en la prctica que no todos los objetos poseen en el mismo grado o forma la propiedad dada. Ello permite justificar la posibilidad de asociar nmeros a los distintos grados en que se presenta la propiedad. Por ejemplo, decimos que el cuerpo ms rpido es aquel que recorre mayor distancia en un tiempo dado, o tambin, el que en menos tiempo recorre una distancia determinada. As se concluye que no todos los cuerpos poseen en el mismo grado la propiedad rapidez del movimiento y que es posible distinguirlos asignando un nmero a esa propiedad. De forma semejante, al poner de manifiesto que dos acciones distintas sobre un mismo cuerpo provocan aceleraciones diferentes, establecemos la posibilidad de distinguir con una cantidad las acciones externas sobre las cosas. Por otra parte, al considerar la variedad de direcciones y sentidos en que tienen lugar los movimientos y se ejercen las acciones, estaremos en condiciones de utilizar representaciones vectoriales.

3. Definir los procedimientos para asociar una cantidad a la propiedad estudiada. Esto es una actividad de carcter terico-prctico. En el caso de magnitudes fundamentales como la longitud o el tiempo, tal procedimiento tiene un acentuado carcter emprico que, no obstante, supone determinada modelacin ideal de la realidad. As, al introducir el concepto de longitud, se determina el nmero de veces que la extensin de los cuerpos contiene a otra tomada como patrn. Pero al propio tiempo, haciendo abstraccin de la estructura corpuscular de la sustancia y del fenmeno de difusin, se supone que entre los cuerpos existen fronteras que podemos definir con toda exactitud. En el caso de la magnitud tiempo, a la duracin de los procesos (la propiedad objetiva) se puede asociar determinado nmero de oscilaciones de un objeto tomadas como patrn. Sin embargo, este procedimiento general para asociar la cantidad tiempo a los fenmenos objetivos, tiene en su base la suposicin de que la duracin de los procesos puede ser, en principio, estrictamente delimitada.

Cuando la magnitud es derivada, como la velocidad o la aceleracin, resulta indispensable crear la frmula que entra en su definicin. Con este fin se trata de que la expresin matemtica sea lo ms sencilla posible. Por ejemplo, al especificar la frmula para calcular la velocidad v de un movimiento, se considera la relacin directa entre la distancia recorrida y el tiempo transcurrido. Lo ms simple en el caso dado es suponer

que se trata de una relacin de proporcionalidad (x = v t, donde v es constante) y no cuadrtica, logartmica o de algn otro tipo. Entonces el trmino v puede ser interpretado como indicador de la rapidez del movimiento cuando esta no vara. Luego establecemos las condiciones en que podramos observar fenmenos que se describen

adecuadamente con la frmula definida (x = vt) y finalmente la prctica nos permite comprobar la certeza de nuestras apreciaciones. Tambin la prctica aporta informacin sobre las limitaciones de nuestras construcciones tericas. En ella advertimos que, salvo en el caso de movimientos cuya rapidez podemos considerar constante, la relacin de

proporcionalidad x = v t describe solo de manera global, y no en lapsos cualesquiera, el movimiento de los cuerpos. Surge entonces la necesidad de introducir los conceptos de velocidad media e instantnea. De este modo, la construccin de magnitudes podemos verla asociada con la emisin de suposiciones que se prueban y precisan en la actividad terico-prctica.

Al sistema de acciones terico-prcticas para determinar los valores concretos de una magnitud se denomina medicin. Una medicin es, en ltima instancia, comparar un objeto con otro tomado como patrn. Por eso es imposible definir las magnitudes sin precisar las unidades de medicin correspondientes.

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4. Mostrar la validez del concepto establecido. Para lograr la certeza de que las magnitudes

construidas reflejan adecuadamente la realidad, es necesario utilizarlas en la creacin de un cuerpo coherente de conocimientos que permita a los estudiantes participar en la explicacin de hechos ya establecidos en la prctica, en el pronstico y comprobacin de otros que les son desconocidos, y en la comprensin de la utilidad de sus conocimientos para la produccin y la vida moderna.

Considerando los cuatro aspectos generales anteriormente descritos, es posible construir los conceptos de muy diversas magnitudes. Sin embargo, hay cantidades que no expresan directamente las propiedades a que las referimos. Entre ellas se encuentran, por ejemplo, la

fase de las oscilaciones y la funcin de onda utilizada en la mecnica cuntica. Ellas actan como herramientas en el clculo de otras magnitudes. As, para indicar la posibilidad

de que una micropartcula ocupe cierto lugar, se calcula 2 aunque el valor concreto de no represente directamente esa posibilidad. No obstante, al formar los conceptos sobre

estas magnitudes fsicas ( y), es indispensable esclarecer qu atributos de la realidad podemos conocer a travs de ellas.

LA ESTRUCTURA DE LA ACTIVIDAD PSQUICA HUMANA Y EL PROCESO DE ENSEANZA-APRENDIZAJE. Dirigir el aprendizaje considerando la estructura de la actividad psquica humana, supone planificar las distintas actividades que realizarn los alumnos, precisando con antelacin el sistema de acciones correspondientes en cada caso. Con este fin han de ser diseados y concretados en tareas docentes los objet ivos de la enseanza . El sistema de tareas docentes es la forma concreta de expresar antic ipadamente las act iv idades y acciones que real izarn los estudiantes bajo la direccin del profesor . Como cualquier anticipacin ese sistema es modificado y enriquecido en la prctica docente. Examinaremos primeramente la relacin de la tarea docente con los objetivos de la enseanza y de las acciones de los estudiantes. Luego analizaremos la forma de construir los sistemas de tareas.

Relacin entre la tarea docente, los objetivos de la enseanza, y las acciones de los alumnos. El enunciado de cada tarea debe expresar el objetivo de la enseanza como una accin concreta que realizarn los alumnos. Esto es favorecer que los estudiantes conviertan determinado contenido de aprendizaje en objetivo de las acciones individuales que realizarn. Esta coincidencia entre los elementos del contenido de la enseanza y los objetivos de las acciones individuales de los alumnos es una condicin necesaria para lograr el aprendizaje consciente (significativo). Expliquemos con ms detalle esta idea. El ser humano no toma conciencia de gran parte de las influencias ejercidas sobre l por el medio. Mientras caminamos por la acera absortos en una agradable conversacin con un amigo no tomamos conciencia de las irregularidades del suelo, de las personas concretas que vienen a nuestro encuentro, de las mercancas expuestas en las vitrinas de las tiendas sobre las cuales pasamos fugazmente la vista, etc. Despus, al finalizar la conversacin, no somos capaces de reproducir voluntariamente esos objetos que indudablemente percibimos. Tenemos conciencia solo del contenido de la pltica que es, en este caso, el objetivo general de nuestras acciones. Sin embargo, por ello no dejamos de percatarnos de lo que nos rodea. De ah que la presencia de un contenido u otro en el campo de la atencin no implica que ese contenido sea objeto de la c onciencia (Lentiev 1981b). Por eso, desde la perspectiva de la teora de la actividad es ingenuo suponer que, si los estudiantes desean, aprendern cuando el profesor expone determinado contenido con gran elocuencia, argumentando slidamente las ideas y estructurndolas con todo rigor lgico. De semejante ingenuidad la prctica docente tiene innumerables ejemplos.

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Como ya sealamos al abordar la gnesis de la actividad psquica humana, slo cuando el producto de la accin (su objetivo) se presenta anticipadamente y actuamos para obtenerlo (comparando la imagen subjetiva con el efecto de las operaciones realizadas) una idea se convierte en objeto de la conciencia. De ah que la apropiacin o no de determinado contenido, depende de que este ocupe en la actividad de los estudiantes el lugar estructural del objetivo (de objeto directo) de sus acciones (Lentiev 1981b). La manera que tiene el profesor de planificar que esto tenga lugar en el proceso de enseanza-aprendizaje, es elaborar convenientemente los sistemas de tareas correspondientes. Por eso, en nuestra opinin, para la direccin ef icaz del aprendizaje de nuevos contenidos es necesaria la confeccin adecuada de sistemas de tareas que guen las acciones mentales de los alumnos. No se trata de simples ejercicios de aplicacin de los conocimientos. Hablamos de sistemas de tareas que describan anticipadamente y encaucen todo el aprendizaje. Analicemos dos casos concretos que ilustran la necesidad de enunciar tareas para que los estudiantes conviertan en objetivo de sus acciones aquello que deben aprender. Ejemplo 1. Es bien conocida la experiencia de golpear repetidas veces con un martillo, un trozo de plomo para registrar la elevacin de la temperatura de este ltimo como indicadora del incremento de la energa interna debido al trabajo mecnico. Al examinar la experiencia (el movimiento de la mano, el trozo de plomo ms caliente y deformado) estn presentes todos los datos con los cuales el pensamiento puede establecer la relacin entre la energa interna y el trabajo mecnico. Sin embargo, ello no quiere decir que los alumnos necesariamente concienticen dichos datos (Valds 1983). La experiencia escolar demuestra que espontneamente la mayora de los estudiantes tiende a identificar el proceso de realizacin de trabajo vinculado al aumento de energa interna, con el descenso del martillo desde su posicin ms elevada hasta hacer contacto con el trozo de plomo. Mas aqu, como es conocido, se realiza trabajo no sobre el trozo de plomo sino sobre el martillo, por la fuerza de gravedad y la fuerza de la mano. La realizacin de trabajo sobre el trozo de plomo tiene lugar durante la deformacin de este por el martillo. La actitud de los estudiantes es natural. El pensamiento atiende primero a lo superficial, a lo que percibimos con facilidad, y slo a travs de las abstracciones puede penetrar en lo substancial. Con el fin de lograr que los alumnos interpreten correctamente el experimento, el profesor debe organizar las tareas de aprendizaje promoviendo que los nios conviertan en el objeto directo de sus acciones mentales el trabajo realizado durante la deformacin del plomo. De este modo podrn integrar substancialmente a sus estructuras cognitivas precisamente aquello que deben aprender. Para alumnos de la enseanza secundaria esas tareas pueden ser las siguientes:

Indica casos de trabajo mecnico realizado durante la experiencia. Dibuja un esquema que represente los indicios del trabajo realizado sobre el plomo.

Precisa qu trabajo puede ser relacionado con el calentamiento del pedazo de plomo y cul no.

Ejemplo 2. Con frecuencia nos quejamos de que los alumnos no son capaces de exponer claramente una cuestin ya estudiada. Sin embargo, no podemos pensar que por haber participado en la construccin de determinado conocimiento, orientados con una lnea de pensamiento rigurosamente lgica, ellos podrn restablecer coherentemente todo ese proceso. Cada tarea que plantea el profesor para erigir el nuevo conocimiento, dirige la atencin del alumno hacia momentos especficos de la lnea de razonamientos: la interpretacin de un fenmeno, la comprensin de la relacin entre conceptos o de cierta secuencia deductiva. Al principio se lleva a cabo un proceso predominantemente analtico y slo despus puede llevarse a cabo el eminentemente sinttico. Durante la actividad efectuada el pensamiento del estudiante pas por etapas substancialmente relacionadas, pero cada una de ellas el alumno la enfrent como una accin de objetivo independiente. Si

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el docente no propone a los estudiantes elaborar, discutir colectivamente y examinar individualmente una representacin global (por ejemplo un sumario) de todo el sistema de acciones mentales realizadas y sus relaciones, con mucha dificultad los alumnos podrn reproducir coherentemente toda la compleja labor llevada a cabo. Es necesario que los alumnos conviertan en el objetivo de sus acciones mentales, mediante el cumplimiento de las tareas correspondientes, el acto de integracin de las diferentes etapas de anlisis. Por eso es ingenuo esperar que espontneamente los escolares y estudiantes universitarios de los primeros aos de la carrera redacten un informe coherente sobre cierto estudio de laboratorio, si antes no han convertido en objetivo de sus acciones la elaboracin de planes para escribirlo, donde precisen las acciones realizadas y el vnculo entre ellas. Lamentablemente la enseanza actual de las ciencias suele carecer de tareas diseadas para estos fines.

La construccin de los sistemas de tareas. La actividad humana es la unidad de mltiples acciones y ello debe ser reflejado en los sistemas de tareas. Por eso, al abordar por primera vez una temtica de aprendizaje es necesario describir mediante el planteamiento de una tarea global, la actividad correspondiente que realizarn los alumnos. Luego, la solucin de esa tarea general se descompone en un sistema de tareas derivadas o supeditadas, anticipando detalladamente la red de acciones (substancialmente ligadas) que llevarn a cabo los alumnos. Ilustremos esta idea con un ejemplo de un curso de informtica concebido para la formacin de profesores. Entre los objetivos del curso se encuentra el siguiente:

Disear y construir un medio de enseanza que permita familiarizar a los alumnos de la escuela con la utilizacin de los ordenadores en la vida moderna.

Antes de plantear a sus estudiantes este objetivo como una tarea global de aprendizaje, el profesor les pide exponer qu conocen acerca de la utilizacin de las computadoras en la ciencia, la tcnica y la sociedad contempornea. Luego describe detalladamente algunas aplicaciones concretas de los ordenadores en la vida moderna y explica la necesidad de familiarizar a los alumnos de la enseanza secundaria con ellas. Tambin explica la dificultad para lograrlo: muchas escuelas no cuentan con los medios didcticos necesarios, no tienen la posibilidad de adquirirlos y, por tanto, los profesores deben ser capaces de confeccionarlos. As, aparece la necesidad de solucionar la siguiente tarea global:

Haz proposiciones de medios didcticos que, en tu opinin, puedas confeccionar y permitan familiarizar a los alumnos de la escuela con la utilizacin de los ordenadores en la vida modera.

Sobre la base de las diversas proposiciones de los estudiantes, de las explicaciones del profesor y de la discusin colectiva, se derivan nuevas tareas que concretan el objetivo de la enseanza mencionado. Por ejemplo: confeccionar un medio didctico para medir la velocidad de un mvil con ayuda de una computadora; construir un modelo de edificio cuya iluminacin, puertas y temperatura son controlados por computadoras; adaptar a un tren elctrico de juguete el circuito electrnico necesario para dirigir con un ordenador el trfico en la lnea. Entre las tareas que es posible derivar y los estudiantes solucionan en el curso de informtica se encuentra la siguiente:

Elabora un modelo didctico de semforo cuyo funcionamiento sea dirigido por un ordenador.

Es posible descomponer la solucin de esta tarea en un sistema de tareas derivadas que, entre otras, abarque las siguientes:

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1. Determina qu componentes utilizars como luces del semforo en el modelo. Haciendo un anlisis de las ventajas y desventajas de utilizar bombillos o LEDs, puede determinarse emplear tres LEDs de color en calidad de luces del modelo de semforo. Luego aparece como necesaria la solucin de la siguiente tarea: 2. Estudia cmo conectar los LEDs al ordenador. Esta tarea conviene descomponerla en tres ms elementales:

2.1 Monta sobre un protoboard y comprueba el funcionamiento del circuito con que conectars los LEDs al ordenador.

2.2 Describe las funciones de los distintos bornes del conector de la impresora al que acoplars el circuito montado con anterioridad.

2.3 Acopla tu circuito electrnico al ordenador y comprueba que los LEDs enchufados iluminan.

Despus resulta necesaria una tarea como la siguiente: 3. Describe los elementos con que debe contar el ordenador para controlar el funcionamiento de los LEDs de color. Al realizar esta actividad los alumnos se relacionan con los trminos software y hardware, y luego solucionan las siguientes tareas supeditadas:

3.1 Describe de manera general el hardware de un ordenador personal. 3.2 Elabora el programa informtico necesario para controlar el apagado y

encendido de los LEDs. Esta ltima tarea 3.2, por ejemplo, puede ser descompuesta a su vez en otras an ms elementales:

Precisa tu concepto intuitivo de algoritmo.

Confecciona un algoritmo para controlar el apagado y encendido de los LEDs de color.

Implementa en un programa informtico el algoritmo confeccionado. De este modo los estudiantes son orientados hacia la solucin de la tarea global planteada y aprenden el contenido previsto por el programa de la asignatura informtica. A partir del ejemplo analizado, hagamos una generalizacin. Durante la realizacin de una actividad, a ella se subordina la secuencia de acciones correspondientes. Lo ms comn es que cada una de estas acciones, por su complejidad, incluya a otras ms elementales. Por eso, frecuentemente una accin llega a convertirse en actividad y su objetivo, en motivo. Esta relacin dialctica entre actividades y acciones se expresa con el sistema de tareas globales y supeditadas. Para planificar el proceso de enseanza-aprendizaje sugerimos la tcnica top - down muy empleada en el diseo de software. Esto es, planificar todo el proceso descomponiendo los mdulos de aprendizaje ms generales en otros ms elementales y estos, a su vez, en unos an ms sencillos hasta lograr la mayor claridad posible del sistema de actividades-acciones que los alumnos realizarn. Este procedimiento ayuda a precisar los objetivos de la enseanza y el sistema de tareas correspondientes.

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La elaboracin de los sistemas de tareas globales y derivadas permite integrar el control y la evaluacin de los estudiantes a sus actividades y acciones de aprendizaje. El profesor no puede dirigir la realizacin de una tarea global, sin controlar y evaluar sus distintas etapas de cumplimiento (las tareas supeditadas correspondientes). Es conveniente que los propios estudiantes participen en el proceso de evaluacin3. La evaluacin permite a los alumnos adoptar una postura crtica, advertir qu les falta para alcanzar el objetivo propuesto y cules son sus limitaciones para lograrlo. Precisamente, sobre esta base, el profesor orienta la nueva tarea de aprendizaje y de este modo el control y la evaluacin sern fuentes de expectativas positivas para los alumnos (Cruz et al 1996). Si las tareas planteadas demandan la construccin de conocimientos, la realizacin de clculos y actividades de laboratorio, la emisin de hiptesis, la elaboracin de diseos, el anlisis crtico de la labor realizada y la proposicin de nuevas cuestiones de estudio; entonces, en correspondencia con la orientacin cultural de la educacin cientfica, la evaluacin y el control estarn orientados hacia la formacin de conocimientos, hbitos y habilidades, experiencia creadora, actitudes y normas de conducta.

EL LENGUAJE COMO HERRAMIENTA INDISPENSABLE DE LA ACTIVIDAD PSQUICA HUMANA. El pensamiento no se expresa simplemente en palabras, sino que existe a travs de ellas (Vigotsky 1966). Las acciones mentales de los estudiantes se realizan mediante dos formas fundamentales del lenguaje:

El lenguaje externo.

El lenguaje interno o interiorizado. Examinemos estas dos formas del lenguaje humano. Dos formas fundamentales de lenguaje. El lenguaje externo es la conversin del pensamiento en palabras, su materializacin y objetivizacin. En el lenguaje interior el proceso se invierte: el habla se transforma en pensamientos internos. (Vigotsky 1966). El dilogo, la exposicin oral, la exposicin escrita y la representacin esquemtica de las relaciones entre conceptos o entre los eslabones del razonamiento, constituyen formas de lenguaje externo que permiten precisar y comunicar los pensamientos. Los estudiantes comienzan a apropiarse de nuevos conocimientos, pueden reproducir las acciones mentales del profesor y corrigen el modo en que han pensado hasta el momento, cuando escuchan la exposicin oral del maestro o dialogan con l. La misma funcin pude cumplir el dilogo entre los alumnos y las exposiciones orales que ellos realizan en clases. Los gestos, el ritmo y el nfasis del lenguaje oral simplifican la comunicacin. Sin embargo, su velocidad dificulta las formulaciones complicadas, la deliberacin y la eleccin de diferentes lneas de razonamiento. En la exposicin escrita la comunicacin entre las personas no es inmediata; lo que antes poda lograrse con un gesto o razonamiento improvisado ahora debe precisarse mucho ms. La exposicin escrita debe ser planificada y frecuentemente requiere del empleo de borradores durante la seleccin de la variante final entre distintas alternativas. Cuando planificamos lo que vamos a escribir, nos decimos antes, mentalmente, lo que llevaremos al papel: operamos con el lenguaje interno. Por su parte, la representacin sinttica de la relacin entre los conceptos (mapas conceptuales) o de acciones (como el sumario de una ponencia o el plan de un trabajo de laboratorio), son una forma de sistematizar abreviadamente las ideas que, como veremos, tambin guarda estrecha relacin con el lenguaje interiorizado.

3 Evaluar no es calificar. Evaluar significa precisar en qu se ha progresado, cules son las limitaciones de la

labor realizada y las perspectivas de superarlas. Desde nuestro punto de vista la calificacin es siempre necesaria

y la decide el profesor.

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Las abreviaciones que aparecen en el lenguaje externo son tpicas del lenguaje interiorizado. Este, al ser habla para uno mismo, se caracteriza por la predicacin u omisin de sujetos. Quien habla para si, siempre sabe de quin o sobre qu lo hace. Cuando alguien piensa en ir a una tienda, no se dice: yo voy a ir a la tienda tal. En este caso quizs la mente represente solo la palabra ir y la imagen de la tienda deseada. No solo la predicacin sino tambin el predominio de los significados y sentidos de las palabras caracterizan al lenguaje interiorizado (Vigotsky 1966). Cuando un fsico razona utilizando el concepto de masa, en su lenguaje interior la letra m puede representar la masa inercial, la gravitatoria o su equivalencia con la energa, en dependencia de la situacin analizada. Pero este tipo de representacin, donde predominan los significados de lenguaje y no los trminos detallados, es posible solo despus de haber operado un tiempo suficientemente largo con los conceptos, utilizando diversos tipos de lenguaje externo. En este caso ocurre algo as como con la palabra Quijote. Para quien no conoce la obra de Cervantes, Quijote inicialmente puede ser solo el personaje principal de una novela. Pero despus de mltiples contactos con esta palabra, al leer o comentar acerca de la obra, Quijote llega a significar soador, intrpido, loco, delgado. En dependencia del contexto donde se emplee la palabra Quijote, esta puede tener el sentido de soador e intrpido; el de loco o el de delgado. De este modo, el lenguaje interiorizado se distingue por una sintaxis muy personal de los sentidos y significados de las palabras, diferente de la sintaxis gramatical. El lenguaje externo se caracteriza por la posibilidad que brinda para desplegar minuciosamente las acciones mentales. El lenguaje interiorizado, debido a su carcter abreviado, se distingue por la reduccin de las acciones mentales. El primero cumple especialmente la funcin de comunicar y detallar las ideas. El segundo, por su capacidad de sntesis y rpido fluir, est ms directamente relacionado con la solucin eficaz de problemas y con los momentos de iluminacin en la actividad investigadora. Durante el aprendizaje de las ciencias, las acciones mentales tienen lugar como un ir y venir del lenguaje externo al interiorizado y viceversa. Sin embargo, en las condiciones docentes el profesor debe planificar el aprendizaje tomando en cuenta las distintas formas del lenguaje. Dos eslabones bsicos del aprendizaje relacionados con las formas fundamentales del lenguaje. El proceso de enseanza-aprendizaje consta de dos eslabones bsicos que se condicionan y presuponen mutuamente: por un lado, la comprensin de nuevos conocimientos y manifestacin incipiente de las habilidades que se desean formar, y por otro, la utilizacin de esos conocimientos y habilidades en las ms diversas situaciones. El primer eslabn se destaca por la utilizacin de distintos tipos del lenguaje externo, cuyo empleo propicia el control y la correccin oportuna del proceso de enseanza-aprendizaje. En el segundo eslabn la actividad independiente del estudiante adquiere mayor relevancia y precisa menos del control y de la correccin por parte del educador; prevalece entonces el lenguaje interiorizado de los alumnos (Talzina 1988).

El estudio de una nueva temtica de aprendizaje se inicia cuando el profesor plantea una tarea global y los alumnos adquieren una idea general, inicialmente superficial, de la actividad que llevarn a cabo. En este estadio del proceso de enseanza-aprendizaje, predominan la exposicin oral del maestro, su dilogo con los estudiantes (y de los estudiantes entre si) acerca de la actividad que realizarn, de la importancia social y del sentido personal de la tarea planteada; adems se utilizan, como formas del lenguaje externo, algunas representaciones esquemticas o frmulas iniciales que sirven de apoyo a los razonamientos. Posteriormente, a travs de la realizacin del sistema de tareas derivadas, los alumnos se centran en el anlisis de cada uno de los elementos de la temtica estudiada, que se convierten en objeto directo de sus acciones mentales. En esta etapa del proceso de enseanza-aprendizaje, la exposicin oral del maestro, la bsqueda

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de datos necesarios en fuentes de informacin escrita, las explicaciones orales de los estudiantes y la representacin de las propiedades de los objetos mediante cantidades y frmulas matemticas, distinguen el lenguaje utilizado. Cuando las acciones de los alumnos se dirigen especialmente a expresar las relaciones entre los distintos elementos del material estudiado o entre los conocimientos adquiridos y las concepciones previas; son adecuados el planteamiento y solucin de ecuaciones, la confeccin y reelaboracin de mapas conceptuales y de sumarios para informar (de manera oral o escrita) sobre todo el estudio llevado a cabo. La realizacin, correccin y reelaboracin de semejantes informes tienen especial utilidad para controlar y evaluar el aprendizaje de los estudiantes.

Si los alumnos ya son capaces de reproducir coherentemente las acciones mentales fundamentales; es posible plantear tareas orientadas hacia la apl icacin de los conocimientos y habi l idades en las ms diversas condiciones , hacia la adquisicin de experiencia en el uso de lo aprendido. Con las nuevas tareas los estudiantes pueden profundizar, precisar, ampliar, fundamentar mejor y consolidar lo aprendido. As se sientan las bases para realizar acciones mentales utilizando los nuevos conocimientos predominantemente en el lenguaje interiorizado. Cada vez ser menos necesaria la labor de control y correccin del profesor, los alumnos podrn trabajar preferentemente de modo individual y a fin de cuentas se preocuparn solo por comunicar el resultado de la solucin de las tareas planteadas. Finalmente el lenguaje empleado ser evidentemente interiorizado. La capacidad adquirida para revisar mentalmente con todo el acervo de conocimientos obtenidos cada situacin, es el fundamento y prembulo de las ideas luminosas que aparecen como actos de intuicin.

Helmholtz, al describir su experiencia como investigador, sealaba sobre sus actos de intuicin:

Hasta donde llega mi experiencia, jams vinieron al cerebro fatigado, ni estando junto a mi escritorio. Siempre hube de volver y revolver mi problema hacia todos lados hasta dominar todas las vueltas y enredos en la mente, dejndolas desarrollarse libremente, sin tomar nota de ellas. Hacerlo llegar hasta aqu, generalmente no se logra sin un prolongado trabajo previo.(Cita segn Rubinstein 1977, Pg. 635).

Slo despus de un prolongado trabajo previo , de escuchar las opiniones del profesor y dialogar con l, de la discusin colectiva y la representacin esquemtica de los razonamientos; despus de adquirir la capacidad para expresar los nuevos conocimientos en el lenguaje interiorizado es posible dominar todas las vueltas y enredos de una situacin en la mente y, en consecuencia, hallar independientemente la solucin a los problemas planteados (Marton et al 1994).

Al planificar el proceso de enseanza-aprendizaje debe ser precisado el nivel de apropiacin de los conocimientos y habilidades que se pretende lograr: 1) reconocer determinadas caractersticas de un objeto o proceso, 2) reproducir coherentemente las acciones realizadas en clases, 3) utilizar en diversas situaciones, con ayuda del profesor, los conocimientos y habilidades aprendidos, 4) utilizar libremente en la resolucin de problemas, los conocimientos y habilidades adquiridos. Para lograr los primeros tres niveles de apropiacin, durante la resolucin de las tareas por los estudiantes el profesor ha de atender especialmente a la utilizacin del lenguaje externo y observar su paulatina reduccin. Con el fin de alcanzar el ltimo nivel de apropiacin, es indispensable que los estudiantes hayan abreviado el lenguaje y, sobre esta base, reducido las acciones mentales hasta utilizar independientemente los conocimientos en el lenguaje interiorizado. Los

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objetivos de la enseanza han de precisar el nivel de apropiacin del contenido, atendiendo al carcter ms o menos general de los conocimientos y habilidades que los estudiantes deben asimilar. As, mientras solo podemos esperar que los alumnos reproduzcan coherentemente el experimento con que establecieron la relacin entre la masa inercial y la aceleracin; debemos sin embargo pretender, que util icen en diversas situaciones la segunda ley de la dinmica.

Ahora, resumamos los aspectos esenciales que definen cmo considerar en el proceso de enseanza aprendizaje las caractersticas distintivas de la actividad humana:

Todas nuestras ideas contienen informacin de la realidad. La prctica social es, en ltima instancia, la fuente del conocimiento humano y, al poner a prueba nuestra capacidad para controlar y transformar el medio circundante, es el criterio de adecuacin de nuestras ideas a la realidad. En la prctica cientfica no se crean y desarrollan las teoras, pero si se utilizan y someten a comprobacin. Por eso la actividad cientfico prctica no se realiza sin determinadas concepciones tericas que incluye. Esta relacin entre la teora y la prctica debe ser mostrada a lo largo del proceso de enseanza aprendizaje; por ejemplo, durante la construccin de magnitudes y en la planificacin y ejecucin de experimentos.

Toda actividad humana tiene determinados motivos y consta de un sistema de acciones. Cada accin corresponde a su objetivo. Lo que en determinada relacin constituye una actividad, desde otra perspectiva puede ser accin y viceversa. El sistema de actividades-acciones que realizan los estudiantes para cumplir los objetivos de la enseanza, el profesor lo planifica y anticipa mediante el sistema de tareas correspondientes.

No porque determinado contenido entre en el campo de la atencin de los estudiantes ellos tomarn conciencia de l. Los alumnos toman conciencia de aquello que en la actividad convierten en objetivo de sus acciones. La manera que tiene el profesor de planificar que esto tenga lugar en el proceso de enseanza-aprendizaje, es elaborar convenientemente los sistemas de tareas correspondientes, considerando la cultura previa y las necesidades reales de los alumnos.

Durante la realizacin de una actividad, a ella se subordina la secuencia de acciones correspondientes. Lo ms comn es que cada una de estas acciones, por su complejidad, incluya a otras ms elementales. La relacin entre las actividades y sus acciones se expresa con el sistema de tareas globales y supeditadas (o derivadas). El proceso de enseanza aprendizaje se planifica a travs de tareas globales, cada una de las cuales se descompone en otras ms elementales y estas, a su vez, en unas ms sencillas.

La elaboracin de sistemas de tareas (globales y derivadas) orientados de manera efectiva hacia la transmisin de conocimientos, destrezas, experiencia creadora y actitudes es hoy, sin dudas, uno de los mayores retos de la innovacin en la enseanza de las ciencias. Semejante reto no puede ser enfrentado por profesores aislados sino, como en la actividad investigadora contempornea, por los colectivos pedaggicos donde cada cual aporta sus proposiciones convencido de la importancia de la labor que realiza (Gil y Valds 1996b).

El control y la evaluacin del aprendizaje deben ser frecuentes, integrados coherentemente al cumplimiento de los sistemas de tareas, de modo que favorezcan expectativas positivas en los alumnos.

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El proceso de enseanza-aprendizaje consta de dos eslabones bsicos que se condicionan y presuponen mutuamente: por un lado, la comprensin de nuevos conocimientos y manifestacin incipiente de las habilidades que se desean formar y, por otra; la libre utilizacin de esos conocimientos y habilidades en diversas situaciones. Inicialmente es necesario favorecer las distintas formas del lenguaje externo atendiendo a su reduccin. Luego el profesor debe exigir el trabajo individual de los estudiantes disminuyendo paulatinamente el control de la actividad que realizan, para propiciar la resolucin de tareas en el lenguaje interno.

4. LA OBLIGACIN DE REFLEJAR DURANTE EL PROCESO DE ENSEANZA-APRENDIZAJE LAS CARACTERSTICAS FUNDAMEN-TALES DE LA ACTIVIDAD INVESTIGADORA CONTEMPORNEA.

Para planificar el proceso de enseanza-aprendizaje de las ciencias no es suficiente considerar las caractersticas generales que distinguen la actividad psquica humana. Es indispensable tener presente cules son los rasgos especficos de la actividad investigadora contempornea que deben ser reflejados en la educacin cientfica, y hacerlo desde la perspectiva de la teora general de la actividad. Con este fin abordaremos las cuestiones siguientes:

Los conceptos de situacin problemtica y de problema cientfico.

El camino general del conocimiento cientfico en la solucin de una situacin problemtica.

Las caractersticas generales de la actividad investigadora.

Las caractersticas especficas de la actividad cientfica contempornea.

Cmo reflejar en el proceso de enseanza-aprendizaje los rasgos fundamentales de la actividad cientfico investigadora contempornea.

LOS CONCEPTOS DE SITUACIN PROBLEMTICA Y DE PROBLEMA CIENTFICO. El eje central de toda forma de actividad cientfico investigadora son los cuestionamientos sobre la realidad, es el enfrentamiento de situaciones problemticas. Reflejar esto en el proceso de enseanza-aprendizaje significa concretar los objet ivos de la formacin cientf ica en el planteamiento y solucin de situaciones problemticas , en torno a las cuales se organizan las exposiciones del profesor y de los estudiantes; los trabajos de laboratorio y las tareas de clculo; la lectura analtica de diversos materiales y lo que es decisivo: se revelan nuevas propiedades y relaciones entre las cosas cuando el pensamiento penetra la realidad. Una situacin problemtica es aquella en la que el sujeto advierte no poseer los conocimientos, habilidades o medios necesarios para comprender o modificar determinado fragmento de la realidad, y al propio tiempo, percibe la posibilidad de encontrar una salida de la situacin. La situacin problemtica incluye un estado psicolgico que impulsa la actividad investigadora y, se soluciona, superando la contradiccin entre dos polos que son inseparables en ella. Por un lado, la necesidad de comprender o modificar la realidad y por otro, los insuf ic ientes conocimientos, habi l idades y medios para satisfacer esa necesidad. El planteamiento de un problema es el acotamiento, precisin y fijacin con ayuda del lenguaje, de la situacin problemtica. En la ciencia los problemas no surgen arbitrariamente, sino en el contexto (terico o prctico) que integra la situacin problemtica correspondiente, donde resultan necesarios y estn dadas las condiciones para solucionarlos. Examinemos con dos ejemplos de la historia el surgimiento de situaciones problemticas y el planteamiento de problemas a partir de ellas.

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Ejemplo 1. Una de las cuestiones que debi enfrentar la fsica en los umbrales del siglo XX fue la de hallar las transformaciones relativistas que permitieron extender el principio de relatividad a la electrodinmica (Moshansky et al. 1981) . Para entonces la mecnica, y con ella el principio de relatividad, se haban establecido en la ciencia. Tambin las predicciones de la electrodinmica de Maxwell haban sido rigurosamente comprobadas por Hertz y utilizadas en la prctica por Popov y Marconi en la comunicacin inalmbrica. Sin embargo, las ecuaciones de Maxwell no eran invariantes respecto a las transformaciones de Galileo y por otra parte, la mecnica newtoniana no era vlida en los sistemas de referencia donde se cumplan las leyes de Maxwell. Esto ltimo puede comprenderse con facilidad al analizar la fuerza de Lonretz, cuya componente magntica es ( F = q [ v B ]). En efecto, la fuerza F depende de la velocidad de la carga en movimiento y la velocidad es distinta en diferentes sistemas de referencia. Puesto que la aceleracin es igual en todos los sistemas inerciales, resulta que fuerzas distintas en diferentes sistemas de referencia, comunican aceleraciones iguales. As apareca una situacin de crisis: no era posible rechazar ni la mecnica, ni la teora del campo electromagntico y al propio tiempo ambas teoras eran aparentemente excluyentes. Exista la necesidad de mantener la armona entre dos teoras fsicas ampliamente reconocidas y al mismo tiempo no se saba cmo lograrlo. De este modo, condicionada histr icamente , apareca una situacin problemtica con tres posibles vas de solucin:

Considerar que el principio de relatividad es vlido solamente para los fenmenos mecnicos y no es posible extenderlo a los electromagnticos. En este caso no quedara claro por qu los fenmenos mecnicos deban tener una posicin privilegiada respecto al principio de relatividad.

Suponer que el principio de relatividad es universal y puesto que las ecuaciones de Maxwell no lo satisfacen, es necesario retractarse de ellas. Esto ltimo no era posible debido a la slida justificacin prctica de la teora del campo electromagntico.

Admitir que el principio de relatividad es universal, que las ecuaciones de Maxwell son vlidas, pero las trasformadas de Galileo estn limitadas a la descripcin de los fenmenos mecnicos.

Las dos primeras vas de solucin no eran alentadoras. La tercera va demandaba la bsqueda e interpretacin de las transformaciones relat iv istas necesar ias para extender a la electrodinmica el ya reconocido pr incipio de relat iv idad , y mantener as la armona entre las teoras fsicas. De este modo, dentro de un contexto eminentemente terico e histricamente condicionado, pudo ser acotado y apareci como necesario un problema cientfico cuya solucin, como se sabe, estuvo en la base de la creacin de la teora de la relatividad. Ejemplo 2. Hacia la mitad del siglo XX, la necesidad de crear y perfeccionar las mquinas electrnicas digitales de clculo se hizo apremiante. La produccin, la tcnica y los objetos de la investigacin cientfica resultaron ser cualitativa y cuantitativamente tan complejos, que pusieron al hombre ante la obligacin de almacenar, transmitir y procesar rpidamente cantidades enormes de la ms diversa informacin para lo cual, por si solo, el ser humano est fisiolgicamente incapacitado. Las calculadoras digitales (mecnicas y electromecnicas) de aquella poca funcionaban mediante el control de componentes cuya inercia obstaculizaba el rpido procesamiento de la informacin. Utilizar los portadores de la corriente elctrica, de masa prcticamente despreciable, era una opcin ms ventajosa para incrementar la velocidad de los clculos digitales, pero no evidente. Por otra parte, las computadoras electrnicas analgicas de entonces, a pesar de ser incomparablemente ms rpidas, tambin haban manifestado limitaciones que hacan deseables las mquinas digitales. Eran de propsito muy especfico y al intentar ampliar sus funciones mediante el incremento de operadores analgicos, se elevaba el error de los resultados en los clculos. Por el contrario, el incremento de operadores digitales no aumenta, sino disminuye los

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errores de clculo. De este modo estaban creadas las condiciones para poder deslindar la necesidad de investigar en torno a la creacin de computadoras electrnicas digitales. Hacia la dcada de los cuarenta los mtodos numricos y la lgica matemtica se haban desarrollado notablemente. En particular, se haba logrado expresar las operaciones aritmticas bsicas mediante operaciones lgicas y el cientfico ingls A. Turing haba elaborado su modelo ideal de computadora (correspondiente a las mquinas digitales), justificando que estas podan ser de propsito mltiple. La experiencia acumulada en la fabricacin de equipos de clculo, el progreso de la electrnica (y de su industria) y de la fsica del estado slido, creaban tambin las condiciones para la aparicin y desarrollo de la computacin electrnica digital. As, a mediados del siglo XX exista el contexto terico-prct ico que demandaba, permita del imitar y al propio tiempo daba la posibi l idad de solucionar el problema de la creacin y perfeccionamiento de computadoras electrnicas digitales. Del anlisis anterior podemos concluir que concretar los objetivos de la enseanza en el planteamiento de autnticas situaciones problemticas, conduce finalmente a enunciar problemas en contextos donde resulten necesarios. Estos contextos han de tener preferentemente un condicionamiento histrico social y, puesto que la educacin debe convertir los elementos de la cultura de la sociedad en componentes de la cultura individual de los alumnos, dichos contextos tambin incluyen las necesidades personales de los estudiantes. Hablamos de necesidades personales objetivas y no de aspiraciones infundadas o de intereses pasajeros. El acotamiento de las limitaciones de nuestros alumnos en el conocimiento del mundo o en la capacidad para modificarlo, y la bsqueda de posibilidades para solucionar la situacin problemtica, permiten enunciar de modo natural los problemas correspondientes.

EL CAMINO GENERAL DEL CONOCIMIENTO CIENTFICO EN LA SOLUCIN DE UNA SITUACIN PROBLEMTICA. Hasta el momento hemos precisado solamente los conceptos de situacin problemtica y de problema. Ahora debemos ir ms all; indicar el camino general de la actividad investigadora y mostrar la posibilidad de seguirlo durante la solucin de problemas docentes. Camino general del conocimiento cientfico. Toda actividad investigadora parte de una representacin general e inicialmente vaga de la situacin problemtica; de la apreciacin global y superficial del fenmeno convertido en el objeto de indagacin4. Luego contina con el anlisis de las relaciones5 entre las propiedades internas del fenmeno estudiado, haciendo abstraccin de sus caractersticas secundarias, examinndolo desde distintos ngulos, buscando todas sus conexiones substanciales y reconstruyndolo poco a poco en el plano ideal, hasta finalmente obtener una nueva imagen global del mismo, cualitativamente superior. En esa nueva imagen global estn dadas las caractersticas esenciales (determinantes e internas) del fenmeno, aquellas que existen con relativa independencia del modo especfico en que se manifiestan. Precisamente por eso, los conocimientos que resultan de la actividad investigadora son generales. A diferencia del pensamiento ordinario, la indagacin cientfica descubre lo general, no simplemente al constatar lo comn a varios

4 Aqu utilizamos el trmino fenmeno segn la etimologa de la palabra, distinguindolo de proceso. El proceso

es el trnsito de una cosa por una sucesin de estados o etapas. El fenmeno supone siempre la manifestacin de

algo. Ese algo, interno y relativamente independiente de como se manifiesta, lo llamamos esencia. 5 La frase el anlisis de relaciones apunta hacia la unidad de dos procesos inseparables del conocimiento: el

anlisis y la sntesis.

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objetos, sino al determinar lo esencial en ellos (Rubinstein 1965, pp. 149 - 238). Las general izaciones mediante la bsqueda de lo esencial, y no simplemente de lo comn, deben dist inguir la enseanza de las ciencias . Esta ltima afirmacin es otra manera de insistir en la necesidad de prestar atencin a que la ciencia se distingue de otras ramas de la cultura, por estar principalmente orientada a la bsqueda de lo profundo y determinante, tras lo superficial y lo dado directamente al hombre. El propio proceso del conocimiento establece las condiciones en las cuales nuestras ideas resultan adecuadas para describir la realidad: los fenmenos en que son objetivamente secundarias aquellas caractersticas de que hicimos abstraccin durante la actividad investigadora. La fuente principal de toda clase de errores radica en el hecho de que el contenido del conocimiento se desliga de las condiciones en que surge y se relaciona con otras condiciones (Rubinstein 1965, Pg. 91). En la representacin global, ms completa, que resulta de la actividad investigadora, las conexiones analizadas de las propiedades internas del fenmeno se dan subjetivamente como relaciones entre conceptos. Por consiguiente, es imposible la solucin de un problema cientfico sin integrar substancialmente los conocimientos (Ausubel et al. 1983); es decir, sin captar las relaciones esenciales entre las cosas. Por eso, desde nuestro punto de vista, la va idnea para formar conocimientos cientficos significativos es precisamente reflejar durante la resolucin de problemas el camino general de la actividad investigadora: de la representacin global, in ic ialmente superf icial, de la situacin; al anl is is de las relaciones substanciales entre las cosas y a la reconstruccin progresiva de la situacin, hasta f inalmente obtener una nueva imagen global del objeto estudiado, ms profunda y completa . Todo este proceso es insep