CIENCIA ESCOLAR MEDIANTE LA METODOLOGÍA DE MODELO COGNITIVO DE CIENCIA (MCC) EN EL AULA PREESCOLAR
Vanessa de Alba Villaseñor
Universidad Marista de Guadalajara
vanessa.dealba@umg.edu.mx
Resumen
El presente trabajo es el reporte de una investigación que se realizó en el estado de Jalisco y que sirvió para elaborar una tesis doctoral con el propósito de dar a conocer algunos procesos y acciones que los alumnos de educación preescolar desarrollan para hacer ciencia y les permiten construir ideas explicativas al interactuar con fenómenos. En este documento se presenta parte del análisis descriptivo e interpretativo de la fase de intervención en el aula. Los resultados dan cuenta de la importancia de la interacción social para construir significados consensuados y de la mediación docente orientada a la elaboración de explicaciones por parte de los estudiantes.
Palabras Clave: Preescolar, ciencia escolar, modelo cognitivo de ciencia, enseñanza de las ciencias.
Abstract
The present text is a research report that was carried out in the state of Jalisco and that served to prepare a doctoral thesis with the purpose of disseminate some processes and actions that early childhood education students develop to do science and allow them to build explanations while they are interacting with phenomena. This document presents part of the descriptive and interpretive analysis of the intervention phase in the classroom. The results show the importance of social interaction to build consensual meanings and the teaching mediation oriented to the elaboration of explanations by the students.
Key Words: Early childhood education, school science, cognitive model of science, science teaching.
Introducción
En este documento se describen procesos de la enseñanza de las ciencias en educación preescolar desde el Modelo Cognitivo de Ciencia, que también se conoce como enfoque de modelización (Izquierdo et al., 1999), en este trabajo se usan de manera indistinta ambos nombres.
El trabajo con el modelo Cognitivo de Ciencia tiene características e implicaciones específicas, se trata de una propuesta de enseñanza que valora la experimentación, la interacción entre estudiantes para construir significados consensuados y toma como base un modelo científico, a partir del cual los estudiantes construyen con sus explicaciones uno propio llamado modelo científico escolar (Izquierdo, et al., 1999).
Canedo-Ibarra et al., (2012) y Gómez (2005, 2009) han analizado el proceso de construcción de modelos científicos escolares con estudiantes de preescolar en México encontrando patrones de transición en las explicaciones, que describen el trayecto del pensamiento animista de los niños hacia uno más científico en el que logran establecer diferencias entre seres vivos y reconocer procesos biológicos.
Tres tendencias teóricas se reconocen como principales en las investigaciones relacionadas con la enseñanza de las ciencias en el país (Gómez, et al., 2013); la primera referente al cambio conceptual, desde estos estudios se comprobó que es posible modificar o completar las ideas previas, a partir de analogías, experimentación y trabajo colaborativo; la segunda, modelización en la que se identificaron las etapas conceptuales que atraviesa el alumno de preescolar y la última, procesos cognitivos de aprendizaje sustentada en el marco teórico-metodológico neo- Vygotskyano de cognición distribuida, en esta tendencia destaca la necesidad de usar soportes semióticos (para ver y tocar) y con ellos construir explicaciones complejas.
Los autores consultados reconocen la posibilidad de apropiación de la noción de causalidad y la elaboración de explicaciones basadas en fundamentos empíricos y con ello desarrollar la observación, teorización y comunicación a través de distintos lenguajes, incrementando habilidades sociales.
A nivel internacional se aprecia un creciente interés por conocer los procesos por los que los niños de educación infantil o preescolar, hacen ciencia escolar y desarrollan habilidades de un pensamiento científico. Sackes (2015) encontró a través de un análisis de discurso, tres modelos de explicaciones que llamó: iniciales, donde incluyen elementos del fenómeno estudiado, sintético: que además incluye relaciones entre dichos elementos, y finalmente el científico: en el que se desarrollan explicaciones de causa o función. Por su parte Mazas, et al., (2018) diseñaron una secuencia de modelización para comprender el aire y el agua, y encontraron que luego del trabajo didáctico, los alumnos lograron mostrar destrezas de observación, comparación y formulación de hipótesis.
Ahora bien, para fundamentar la investigación se realizó una revisión bibliográfica desde referentes teóricos, de manera muy concreta se describen dos elementos centrales que son inteligencia naturalista y modelización; en cuanto a la inteligencia naturalista, Gardner et al., (2000) mencionan que se trata de desarrollar destrezas relacionadas con las ciencias naturales, participando en experiencias de interacción con pares y con materiales para responder dos preguntas básicas: ¿Cómo funciona? Y ¿Cómo categorizarlo? De esta manera los alumnos emplean sus sentidos para observar, y en colaboración formulan hipótesis y construyen explicaciones.
El segundo elemento de fundamentación teórica es la modelización, la cual puede interpretarse como un tipo de lenguaje usado para comprender y explicar un fenómeno, y se construye al vincular el fenómeno mismo, su representación y los significados colectivos, Gómez (2005) considera que existen distintas formas de modelizar a partir de procedimientos flexibles que le permitan cuestionar, pensar y actuar.
De la modelización se tomó el concepto de pensamiento teórico escolar el cual se define como, pensar a través de un lenguaje contextualizado para generar explicaciones colectivas a través de conectar hipótesis con fenómenos y sus elementos son: entidades, es decir, explicaciones narrativas, propiedades de las entidades, que se refieren a la descripción de estados de la entidad y relaciones entre entidades, las cuales son los vínculos entre elementos.
Y, del marco normativo que se obtiene del Programa de Estudio 2011 (SEP, 2012) y del Aprendizajes Clave para la educación integral. Educación Preescolar. (SEP, 2017) se tomó el concepto de pensamiento reflexivo del cual se menciona que, los alumnos cuentan con experiencias vividas que les han permitido desplegar capacidades de razonamiento y con ello explican a su manera algunos fenómenos, es necesario para que desarrollen un pensamiento reflexivo que los alumnos observen, pregunten, experimenten, elaboraren explicaciones, para construir nuevos aprendizajes.
Metodología
El diseño del objeto de estudio que se empleó fue el análisis de interacciones desde el enfoque etnográfico para comprender los procesos de construcción de significados, para Cubero et al., (2008) dichos procesos se generan a partir de experiencias y tiene un carácter compartido y cultural.
La pregunta de investigación que se buscaba responder era: ¿Cuál es la relación entre pensamiento teórico escolar desde el enfoque de modelización con el pensamiento reflexivo que se contempla en el campo de formación Exploración y Comprensión del Mundo Natural y Social (ECMNS) a desarrollar en el alumno de educación preescolar? El propósito era conceptualizar el pensamiento teórico en relación al pensamiento reflexivo.
El trabajo de campo se realizó con un grupo de 21 alumnos de entre 5 y 6 años en un jardín de niños de un municipio que conforma la Zona Metropolitana de Guadalajara, durante el ciclo escolar 2015-2016.
Se tomó la determinación de usar como elemento mediador el lenguaje y dibujos elaborados en equipo o individuales, y se decidió trabajar un tema que permitiera la construcción de explicaciones en relación a elementos internos del cuerpo humano y células. Se buscaron materiales bibliográficos, didácticos e interactivos sobre órganos internos, y basados en los materiales se decidió profundizar en la temática de la circulación sanguínea. La secuencia de temas abordados, así como los objetivos se presentan en la tabla 1.
De esta manera se diseñó una secuencia de actividades que inició con la revisión de elementos externos y apreciables a simple vista como el cuerpo humano por fuera para después continuar con órganos internos, la relación entre algunos de ellos y su funcionamiento.
Resultados y discusión
La fase de la situación de aprendizaje que se interpreta de manera general aquí, se presenta como una descripción organizada a partir de grupos de unidades de análisis y categorías en los que se identificaron elementos en común y a partir de dichos grupos se realiza un análisis de la proporción. Para un manejo más claro de los resultados se le asignó un nombre a cada grupo para su identificación.
Estos grupos son explicaciones, conformado por unidades de análisis referentes al enfoque de modelización de Gómez (2008), nombres, se le consideró relacionado indirectamente al enfoque de modelización debido a que su presencia se registró en la mayoría de los casos cuando se presentaban entidades o propiedades de las entidades, y a este grupo solo pertenece una categoría del mismo nombre y cinco subcategorías que se desprenden de ella, interacción grupal que corresponden a una unidad de análisis normativa y a cuatro categorías encontradas de manera inductiva (en este documento solo se mencionan las categorías que registraron la mayor cantidad de códigos) y que se relacionan con algunos elementos del marco normativo proporcionado por los programas de estudio (SEP, 2012 y 2017), el último grupo es inteligencia naturalista y en él se incluyen dos unidades de análisis relacionadas con la teoría de inteligencias múltiples que se describe en el proyecto Spectrum (Gardner et al., 2000).
Para efectos de este reporte se entiende como relación entre categorías a los vínculos entre categorías o entre unidades de análisis y categorías que se observaron a partir de la descripción de los códigos, y se le llama relación entre conceptos a los vínculos encontrados en las definiciones o características conceptuales.
En la figura 1 se muestran los cuatro grupos de categorías de análisis y la proporción de códigos que registraron en cada caso.
El grupo de explicaciones está compuesto por las unidades de análisis relacionadas con las explicaciones generadas durante las experiencias sensibles y las representaciones gráficas, dichas unidades son entidades, propiedades de las entidades y relaciones entre entidades corresponden al modelo teórico de Gómez (2008) e Izquierdo et al., (1999) que tiene que ver con la ciencia escolar y la construcción de modelos explicativos por parte de los alumnos.
Dicho grupo comprende el 26%, es decir la cuarta parte de los códigos totales registrados durante la situación de aprendizaje, esto puede deberse a que se tomaron los planteamientos de Gómez (2008) para su diseño previo y se consideraba la generación de explicaciones científicas por parte de los alumnos una consecuencia esperada, (Gómez, 2008). Al respecto se encontraron fundamentos normativos (SEP, 2012 y 2017) acerca de las explicaciones y argumentos relacionándolas con experiencias sensibles dentro del campo de formación ECMNS. Por su parte Izquierdo et al., (1999) afirma que, para construir explicaciones, o entidades (Gómez, 2005) es necesario representar en un material las teorías espontáneas, es decir el razonamiento científico que el alumno produce durante las experiencias sensibles.
En cuanto a las frecuencias registradas en el grupo de explicaciones, entidades y propiedades de las entidades presentan la mayor cantidad de códigos, oraciones relacionadas con la construcción de explicaciones y la enumeración de características respectivamente, sin embargo, las relaciones entre entidades, registran la menor cantidad. Gómez afirma que la construcción de un pensamiento teórico desde la enseñanza de las ciencias implica la elaboración de explicaciones en forma narrativa, la identificación de los estados de la entidad y después la incorporación de vínculos entre entidades de esta manera las entidades toman sentido al explicar desde sus ideas el fenómeno (Gómez, 2008).
Con respecto a las relaciones entre entidades dos elementos llaman la atención en los resultados que presenta Gómez (2008) se puede observar que es la unidad de análisis con menor presencia también, pero no se explica esto. El segundo elemento es que en los códigos registrados para este trabajo destaca el hecho de que solo se presentaron relaciones entre entidades en las últimas actividades de la situación de aprendizaje durante los temas de ¿Cómo funciona el corazón? Y termorregulación.
En este sentido, al observar que los alumnos mencionaron relaciones entre entidades después de varias actividades que llevaron el mismo proceso para hacer ciencia escolar (Izquierdo et al., 1999) y de acuerdo al planteamiento de Gómez donde asegura que para que pueda considerarse como construcción de un pensamiento teórico es necesario la presencia de tres factores: entidades, propiedades y relación entre entidades. (Gómez, 2008). Es posible considerar que el elemento relacionado con el pensamiento teórico que lleva más tiempo para construir son las relaciones entre entidades.
El segundo grupo corresponde a los nombres, los códigos registrados en este grupo representan el 24.9%, casi la cuarta parte del total. Los nombres sirven para identificar los materiales con los que se trabaja, así como también los fenómenos que se pretende comprender y permiten explicar ideas de funcionamiento o causales durante las actividades y las representaciones gráficas.
Se encontraron elementos que permiten fundamentar la categoría nombres en el modelo teórico de evaluación de Gelman, et al., (2010). Donde se afirma que los nombres empleados por los alumnos para identificar elementos y formular explicaciones son una herramienta de evaluación científica que sirve como evidencia de enriquecimiento de lenguaje, atención y comprensión conceptual de fenómenos.
Por lo anterior es posible afirmar que los alumnos al participar en situaciones de aprendizaje que involucren cuatro momentos específicos para hacer ciencia: discusiones de ideas, experimentaciones sensoriales, representaciones gráficas y discusión de ideas nuevamente a partir de materiales bibliográficos, desarrollan la capacidad de identificar con nombres específicos los elementos concretos con los que interactúan y los elementos abstractos de las ideas que discuten durante el proceso de construcción de su pensamiento teórico y dichos nombres pueden ser empleados como una herramienta de evaluación científica.
El tercer grupo es interacción grupal y se le relaciona con los elementos normativos d los programas de estudio (SEP, 2012 y 2017) ya que tiene que ver con los métodos de trabajo en preescolar para abordar actividades de experimentación científica y la cantidad de códigos que le pertenecen, corresponden al 44.3%, es decir poco menos de la mitad de la totalidad de códigos registrados.
Se consideró como la categoría principal de este grupo por la cantidad de códigos que contiene a las preguntas. Al respecto se encontraron algunos elementos explicativos en los modelos teóricos de Gardner et al., (2000) y Gelman et al., (2010) que la consideran como una estrategia docente para el desarrollo de un pensamiento reflexivo, y por su parte, Izquierdo et al., (1999) la describe como una herramienta relacionada con la construcción de explicaciones.
Como se indica en el Programa de Estudio 2011 (SEP, 2012) la capacidad de observación se desarrolla a partir de la identificación de detalles y la comparación, de lo anterior puede afirmarse que las preguntas orientadas a comparar elementos son una herramienta para desarrollar la capacidad de observación que puede emplear la maestra y en la medida en que se desarrolle dicha capacidad el alumno logrará establecer comparaciones y elaborar explicaciones acerca de fenómenos científicos.
Algunos de los fundamentos teóricos y normativos que se usan para explicar los datos obtenidos permiten establecer relaciones conceptuales, tal es el caso del Programa de Estudio 2011 (SEP, 2012) donde se habla de una estrategia docente orientada a realizar preguntas para explicar, describir y vincular elementos, el fundamento anterior se relaciona con la construcción de un pensamiento teórico a partir de un modelo explicativo como el que Gómez (2008) propone respecto de la elaboración de entidades o explicaciones, a partir de las cuales los pensamientos en torno a la ciencia toman sentido y permiten comprender fenómenos abstractos.
Por otra parte, Gelman, et al., (2010) mencionan que a partir de las preguntas el alumno puede darse a la tarea de buscar distintas vías para obtener respuestas, este planteamiento se considera complementario al que presenta Gardner et al., (2000) desde el cual se identifica a las preguntas como herramienta docente para propiciar las experimentaciones sensoriales y con ello el desarrollo de un razonamiento reflexivo de comprensión del mundo.
Así también se encuentra otra relación conceptual entre este último planteamiento de Gardner et al., (2000) acerca de la experimentación como proceso científico, con el elemento normativo que se describe en los programas de estudio (SEP, 2012 y 2017) respecto de la construcción de explicaciones y argumentos a través de experiencias directas. Esto nos permite explicar el vínculo entre las experiencias sensoriales y el desarrollo de un razonamiento reflexivo empleando como estrategia docente preguntas de apoyo.
La tercera relación conceptual que se observa entre los fundamentos teóricos y normativos es entre tres planteamientos vinculados por un lado con el grupo de interacción grupal, específicamente sobre la categoría de preguntas, con Izquierdo et al., (1999) cuando expresan que las preguntas son herramientas que facilitan la construcción de entidades y por otro lado el texto Aprendizajes Clave para la Educación Integral. Educación Preescolar (SEP, 2017) relacionado con el grupo de explicaciones describe al campo de formación ECMNS como el medio ideal para la construcción de explicaciones a partir de las ideas de los alumnos y las experiencias sensoriales que enfrentan, al respecto Gómez (2008) se refiere a la enseñanza de las ciencias como un proceso de exploración y construcción de explicaciones.
En este sentido, después de relacionar los datos con su fundamento teórico puede interpretarse que, a partir de elaborar explicaciones se involucra al alumno en el proceso de hacer ciencia en el aula mediante experimentaciones sensoriales en la búsqueda de respuestas para desarrollar razonamientos reflexivos. Se afirma entonces que el empleo de preguntas es una herramienta básica en la construcción de un pensamiento teórico.
Otra categoría que pertenece al grupo de interacción grupal es afirmaciones referentes a acciones, la cual estuvo presente en cuatro de los cinco temas de la situación de aprendizaje, puede identificarse un vínculo entre esta categoría y las experiencias sensoriales, que Gardner et al., (2000) describen como la interacción directa con los materiales y Gómez (2009) las llama actividades de exploración del medio natural.
Gómez (2009) expresa que es a partir de las actividades de exploración que se generan las entidades, propiedades y relaciones entre entidades. Sin embargo, en la revisión de los datos de esta investigación se observa que hay una fase intermedia entre la experiencia sensible y la elaboración de explicaciones y es la construcción de afirmaciones referentes a acciones, es decir las oraciones que presentan tanto alumnos como maestra para hacer un recuento de las acciones realizadas durante la experiencia y posteriormente elaborar interpretaciones y explicaciones.
En este sentido puede afirmarse que una estrategia para facilitar el proceso para elaborar un pensamiento teórico escolar es identificar acciones concretas de interacción directa con los materiales a fin de construir explicaciones científicas en forma de entidades, propiedades y relación entre entidades.
El cuarto y último grupo que se localizó y que registra la menor cantidad de códigos se les relaciona directamente con la inteligencia naturalistas del modelo teórico de Gardner et al., (2000) son las unidades de análisis de comparación y observación.
En total estas dos unidades de análisis representan el 4.8% de códigos registrados durante la situación de aprendizaje, y estuvieron presente solo en los temas del cuerpo por fuera y por dentro, experiencias con la sangre y ¿Dónde están las venas? Cabe aclarar que todas las actividades realizadas durante la situación de aprendizaje implicaban poner en juego la observación, evidencia de ello son las propiedades de las entidades y nombres, no obstante, para el registro de códigos en la unidad de análisis de observación solo se tomó en cuenta las oraciones donde se hace referencia a la acción de observar.
El fundamento teórico para estas unidades de análisis se encuentra en Gardner et al., (2000) donde se considera la observación como una destreza asociada a la inteligencia naturalista, por su parte el Programa de Estudio 2011 (SEP, 2012) la llama capacidad, para ambos modelos teóricos implica poner en juego la atención e identificación de características. Desde estos planteamientos se consideran los códigos de propiedades de las entidades como observaciones indirectas de características de elementos y el código registrado en esta unidad de análisis como una observación directa.
Tomando el fundamento teórico de Gelman et al., (2010) al respecto del nombre y los planteamientos de Gardner et al., (2000) así como los programas de estudio (SEP, 2012 y 2017) en relación a la observación, se localiza una relación conceptual ya que describen elementos comunes y estos son las experimentaciones sensoriales, es decir, la manipulación, la atención a detalles y la interacción que puede ser con los materiales y de forma social con los compañeros y maestra.
Por lo tanto, es posible afirmar que la capacidad de observación es un elemento constante en las experimentaciones sensoriales aun cuando no se expresen oraciones que comprueben este hecho, y es a partir de la observación que se fortalece la atención, la interacción social y con los materiales, así como la identificación de características y propiedades de las entidades, relacionado con la expresión de nombres de elementos concretos y abstractos.
Por su parte la comparación es una capacidad vista desde el modelo teórico de Gardner et al., (2000) que implica la identificación de semejanzas y diferencias, mientras que para el Programa de Estudio 2011 (SEP, 2012) las acciones que le pertenecen son la identificación de cualidades y que junto con la observación pueden dar lugar a la elaboración de explicaciones.
Al respecto del fundamento que brindan los programas de estudio (SEP, 2012 y 2017) sobre la comparación al describirla como la identificación de características para construir explicaciones, se establece una relación conceptual con Izquierdo et al., (1999) acerca de las entidades al definirlas como la construcción de explicaciones a partir de los razonamientos expresados de manera gráfica. El elemento común en estos dos fundamentos es la elaboración de explicaciones a través de procesos que implican pensar en el fenómeno ya sea de una forma descriptiva como el caso de la comparación vista desde el Programa de Estudio 2011 (SEP, 2012) o un razonamiento que involucra la representación material del fenómeno como lo plantean Izquierdo et al., (1999) para construir entidades.
En este sentido puede interpretarse la comparación como una acción posterior a la observación que sirve como estrategia para la construcción de explicaciones o entidades mediante procesos que implican pensar en el fenómeno para describirlo.
Conclusiones
El análisis anterior sirve para responder a la pregunta de investigación en la que se buscaba establecer una relación entre el pensamiento teórico escolar del enfoque de modelización, también llamado Modelo Cognitivo de Ciencia, con el pensamiento reflexivo del campo de formación ECMNS desde los programas normativos.
Pues bien, a partir del análisis de resultados se identificaron los elementos relacionados entre el pensamiento teórico escolar y el pensamiento reflexivo. El vínculo entre ambos desde las definiciones encontradas en la bibliografía son las explicaciones.
Las explicaciones desde el punto de vista de Gómez (2008) tienen el propósito de comunicar, negociar significados, razonar y resolver problemas, en este mismo sentido para SEP (2012 y 2017) también se trata de comunicar, en este caso, opiniones para demostrar lo que se piensa en la búsqueda de acuerdos.
Se aprecia que las coincidencias entre ambos autores respecto a las explicaciones son su propósito comunicativo orientado a la negociación, mientras que las diferencias radican en que para Gómez (2005) se trata de una característica funcional orientada a la resolución de problemas al hacer ciencia escolar y para SEP (2012 y 2017) es un elemento vinculado a la capacidad de hablar.
Tomando en cuenta dicha relación se elaboró un concepto complementario que bien podría ayudarnos a redefinir el tipo aprendizajes que se esperan lograr en la enseñanza de nivel preescolar en México, en el caso de implementarse el Modelo Cognitivo de Ciencia (MCC).
El trabajo en el campo de formación ECMNS se basa en el desarrollo de capacidades relacionadas con el pensamiento teórico escolar para comprender desde los sentidos y conectar hipótesis con fenómenos naturales que suceden en su entorno cotidiano, y con ello generar explicaciones mediante la discusión de ideas, participación en experimentaciones sensoriales y construcción de modelos. Dichas capacidades incluyen la identificación tanto de elementos abstractos y concretos y construir explicaciones colectivas, a través de la interacción directa con materiales, para lo cual la intervención docente a partir de preguntas se considera una estrategia indispensable.
Para finalizar este reporte a modo de reflexión desde el punto de vista de la investigadora, es posible considerar que los hallazgos encontrados a partir del estudio que aquí se presenta, representan una alternativa a la educación científica en el preescolar desde la modelización y una aportación significativa a la línea de investigación referente a la ciencia escolar, pues define algunos procedimientos específicos que desarrollan los alumnos al hacer ciencia escolar.
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