UNA APROXIMACI?N A LA RESOLUCI?N DE PROBLEMAS DE L?PIZ Y PAPEL EN EL AULA DE CIENCIAS

2.FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA.

2.1.FACTORES COGNITIVOS QUE INCIDEN EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS.

Durante las últimas décadas han sido muchos los trabajos que, tanto desde una perspectiva teórica como desde una perspectiva experimental, han intentado sacar a la luz los factores que inciden en el aprendizaje de las ciencias. Gran parte de la reciente literatura en didáctica de las ciencias se ha ocupado en la identificación, explicación y mejora de las dificultades de los estudiantes en la comprensión de conceptos científicos. En dicha literatura, se pone en evidencia la barrera que supone el conocimiento previo del alumno, sus preconcepciones, en el proceso de conceptualización científica (Carey, 1986; Driver et al., 1989; Hierrezuelo y Montero, 1989; Treagust et al., 2000; Wandersee et al., 1994; West y Pines, 1985).

No obstante, existen otros factores que influyen en el aprendizaje en ciencias y destaca, entre todos ellos, el nivel de desarrollo mental o nivel psicoevolutivo del alumno. De hecho, los seguidores de la teoría de Piaget afirman que no se puede asimilar significativamente conceptos y principios científicos sin haber alcanzado el denominado nivel de operaciones formales (Herron, 1978). En dicho nivel, el más alto del desarrollo cognitivo, los sujetos son capaces de pensar de manera hipotético-deductiva, buscar relaciones entre variables, controlar variables, utilizar modelos científicos, etc. Esto es, las operaciones mentales no se limitan al campo de los datos inmediatos sino que, por el contrario, los hechos reales inmediatos entran a formar parte de un subconjunto de lo posible (Gutiérrez, 1987). La estrecha correlación entre el éxito académico en ciencias y la capacidad de razonamiento formal ha sido puesta de manifiesto en trabajos como los de Bunce y Hutchinson (1993), Níaz (1987) y Robinson y Níaz (1991).

Por otro lado, otras investigaciones han revelado que el conocimiento previo de los alumnos está relacionado, de manera estadísticamente significativa, con los resultados en las actividades de alto nivel cognitivo como, por ejemplo, la resolución de problemas (Chandran et al., 1987; Hussein Zeitoun, 1989; Lawson, 1983; Lee et al., 1996 y 2001). De este modo, han dado soporte empírico a los defensores de los postulados de la teoría de la asimilación de Ausubel (Novak 1988a y 1991), en los que se destaca el papel primordial del conocimiento previo en los procesos cognitivos involucrados en el aprendizaje. Además, hemos de señalar que en los trabajos anteriormente citados se han examinado simultáneamente los efectos de otras variables. En los tres primeros, se distingue la variable capacidad de razonamiento formal, que también resultó ser una buena variable predictiva del rendimiento en dichas actividades. Por su parte, los dos últimos resaltan como variables predictivas del rendimiento en la resolución de problemas la aptitud para conectar la información del problema con la que se dispone en la estructura cognitiva y la pericia para procesar (comprender, analizar, interpretar, etc.) la información que suministra el enunciado del problema.

Son diversos los investigadores que defienden que la cantidad de conceptos y estructuras proposicionales en la memoria a largo plazo del individuo constituyen un factor limitante para abordar óptimamente la resolución de problemas (Dawson, 1993; Kempa, 1991; Novak, 1988a). En los trabajos de Kempa (Kempa y Nicholls, 1983; Kempa, 1986) se comparan mapas cognitivos de asociación de palabras de estudiantes de Química con sus resultados en la resolución de problemas. En ellos, se concluye que los buenos solucionadores de problemas hacen mapas cognitivos con más asociaciones entre conceptos y menos errores. Según este autor, las dificultades para resolver problemas pueden ser atribuibles a la ausencia de conceptos y/o relaciones entre ellos en la estructura cognitiva, así como a la presencia de conceptos y relaciones falsos o irrelevantes (Kempa, 1991).

Otro factor cognitivo cuya importancia en la resolución de problemas ha sido puesta de relieve en un buen número de artículos es la memoria a corto plazo, también llamada memoria de trabajo, operativa, inmediata o funcional (Johnston y El-Banna, 1986; Johnston et al., 1993; Níaz, 1987). En esta memoria se retiene transitoriamente la información para su codificación y ulterior almacenamiento en la memoria a largo plazo (St.-Yves, 1988). Asimismo, en ella se procesan simultáneamente del orden de siete unidades o trozos de información, cuyas características dependen de los sujetos, y es la responsable de los bloqueos cognitivos que se producen en la resolución de problemas (Neto, 1991). Por otra parte, la eficacia de la memoria a corto plazo aumenta con la cantidad y calidad de las estructuras cognitivas (Novak, 1991). Es decir, cuanto mayor sea el grado de organización y estructuración de los conocimientos en la memoria a largo plazo, tanto menor será el número de unidades o trozos de información de la memoria a corto plazo que se tienen que utilizar y, en consecuencia, mayor probabilidad de resolver los problemas con éxito (Neto, 1991).

Las estrategias que utilizan los sujetos en los distintos procesos y actividades de aprendizaje también han resultado ser decisivas. Así, Meyer (1984) ha comprobado que los sujetos con mejores estrategias de estudio recuerdan más información y de manera más organizada. Just y Carpenter (1987) apuntan que el principal ingrediente del aprendizaje a partir de un texto es la utilización de estrategias de estudio que organicen el contenido textual y lo conecten con el conocimiento previo del lector. En completa consonancia con el trabajo anterior, Hegarty-Hazel y Prosser (1991) constatan que los estudiantes que hacen uso de estrategias de estudio en las que se intenta dar estructura y organización a la nueva información, además de relacionarla con lo que ya saben, generan un mejor conocimiento proposicional o conceptual y resuelven mejor los problemas. De los estudios de Scardamalia y Bereiter (1984) y de Brown y colaboradores (1983), se puede concluir que los estudiantes con estrategias más eficientes, que suelen ser los de mayor edad, captan mejor el significado global de un texto y generan una representación más organizada, jerárquica y coherente del contenido textual. Por último, señalar que los alumnos que mejor resuelven los problemas son aquellos que procesan la información textual con más profundidad, esto es, los que son capaces de integrar los diversos contenidos y obtener un significado global del texto (Ferguson-Hessler y de Jong, 1990); y los que tienen la habilidad de discriminar la información relevante de la menos importante (Johnstone et al., 1993).

En resumen, de acuerdo con todo lo dicho hasta aquí, cabe esperar que los alumnos que mejor resuelven los problemas tengan las siguientes características:

1. Mayor conocimiento previo sobre la materia del problema.

2. Más habilidad de razonamiento formal.

3. Más cantidad de conceptos y de relaciones entre ellos (sobre la materia del problema) en la memoria a largo plazo, es decir, más conocimiento conceptual.

4. Más capacidad de memoria a corto plazo.

5. Mayor aptitud para procesar la información del enunciado del problema y para encajarla dentro de los esquemas de conocimiento.

6. Mejores estrategias de estudio que comporten un procesamiento más profundo de la información presentada: estructuración, integración, organización y selección de los contenidos.