La relación Museo - Escuela: Un escenario para el análisis de la ecología conceptual individual y grupal de estudiantes de ciencias. Vanegas Ortega, Carlos Mario; Fonseca Fernández, Candy María; Angulo Delgado, Fanny; Soto Lombana, Carlos Arturo GECEM (Grupo de Enseñanza de las Ciencias Experimentales y Matemáticas). UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA [email protected] [email protected]

Resumen: Esta investigación se inscribe en la perspectiva sociocultural de aprendizaje y está ubicada en un contexto de educación formal, con el objetivo de identificar cómo cambian los componentes grupales e individuales de las ecologías de estudiantes cuando se usa el museo de ciencias como recurso educativo. Para ello se usa un diseño metodológico cualitativo con estudio de caso etnográfico, aplicado en la Sala Galileo Interactiva del Museo Universitario de la Universidad de Antioquia, con estudiantes de grado quinto de la Institución Educativa Ciudadela las Américas que desarrollan una unidad didáctica sobre óptica física.

Para Falk y Dierking el rasgo más característico de la educación científica informal es la libre elección, cabe señalar que los autores proponen un marco conceptual para pensar el aprendizaje, con el fin de proveer una imagen holística del mismo aprendizaje de libre elección pues los aprendices controlan y seleccionan qué y cómo aprenden, aumentando la probabilidad de estar emocional e intelectualmente más motivados por la ciencia estudiada. De esta forma, no sólo se busca encontrar las relaciones entre las características que presentan los componentes de las ecologías grupales e individuales de los estudiantes, sino también, entre el Modelo Contextual de Aprendizaje y el cambio conceptual desde la perspectiva sociocultural de aprendizaje. Esto es, la relación entre: el contexto personal y la ecología individual, el contexto sociocultural y la ecología grupal (enculturación), el contexto físico y el museo.

Introducción: En las últimas décadas ha venido en aumento el interés en el uso de la institución museística como recurso y espacio para la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias. Esto se ve fortalecido con el hecho de que alrededor del 70% de los visitantes a los museos son escolares (Pastor, 2002). Desde la perspectiva del Modelo Contextual de Aprendizaje formulado por Falk y Dierking (1992), se reconoce la importancia de los contextos: personal, socio-cultural y físico aportados por los museos como determinantes en las oportunidades de aprendizaje que pueden brindar estas instituciones (Falk & Storksdieck, 2005). Resultan interesantes estas coincidencias que se dan entre perspectivas teóricas que se proponen para la enseñanza y el aprendizaje en ambientes formales (Kelly & Green, 1998) y las que desde el campo de investigación de la educación no formal se vienen desarrollando en las últimas décadas (Falk & Dierking, 1992).

Las investigaciones que se hacen bajo la lente teórica de Cambio Conceptual se han concentrado en el aprendizaje individual de conceptos por parte de los estudiantes, ligados a ambientes escolares convencionales (aula de clase). No obstante, existe evidencia de que el aprendizaje es un fenómeno social situado, que se puede beneficiar al incorporar otros escenarios científicos y culturales, diferentes a la escuela, como los museos, que permiten experiencias y formas de aprender distintas (Falk & Dierking, 1992). En este sentido la perspectiva socio-cultural sobre el aprendizaje propuesta por Kelly & Green (1998) contribuye a la comprensión del Cambio Conceptual como un proceso socio-cultural complejo determinado por la dinámica de los grupos sociales.

Desde la perspectiva, la construcción social del aprendizaje involucra la elaboración de significados por parte de un grupo, a través del establecimiento de sistemas semióticos que involucran normas, relaciones, expectativas, derechos y obligaciones que se reflejan en acciones e interacciones entre los miembros, las cuales a su vez son leídas e interpretadas como las formas socialmente más apropiadas. Para el Cambio Conceptual esto implica entender qué cuenta como concepto para el grupo, quién lo usa, con qué propósito, en qué forma, bajo qué condiciones y para alcanzar qué tipo de resultados.

El enfoque socio-cultural aplicado a la investigación sobre el cambio conceptual implica tres aspectos principales relacionados entre sí: Primero, el cambio no se concibe en términos de modificación de las estructuras conceptuales, sino más bien en términos de un cambio en la incorporación de éstas estructuras, es decir, los contextos, el discurso y las prácticas sociales, así como la participación efectiva en éstos, se convierte en la esencia del aprendizaje conceptual. Segundo, los conceptos no deben ser concebidos como entidades mentales incorporadas en nuestras cabezas, que reflejan las representaciones del mundo, sino más bien como parte de las prácticas sociales en la que los individuos participan. Y tercero, el conocimiento no se adquiere por transferencia de un sujeto a otro, sino que está ligado al contexto donde el sujeto que aprende hace uso de dichos conceptos.

Consideradas en conjunto, estas tres cuestiones principales conducen al argumento de que el aprendizaje es un fenómeno social y por lo tanto debe ocurrir en los entornos sociales y físicos en los que los estudiantes se enfrentan a las situaciones de cada día y hacen uso de herramientas discursivas para pensar y actuar en diferentes contextos.

Atendiendo a lo anterior, surge la siguiente pregunta de investigación: Desde la perspectiva sociocultural de aprendizaje y ubicados en un contexto de educación formal, ¿cómo cambian los componentes grupales e individuales de las ecologías de estudiantes en dinámicas de aprendizaje que incluyen al museo de ciencias como recurso educativo?

Lente Teórica de Cambio Conceptual Las teorías epistemológicas, como Thomas Kuhn (1962) sobre las revoluciones científicas, la filosofía de Stephen Toulmin (1972) sobre la evolución de los conceptos y el falsacionismo metodológico de Lakatos y su metodología de los programas de investigación científica (1978), procuran explicar e interpretar los procesos mediante los cuales la comunidad científica convalida sus teorías y modelos. En las últimas décadas, en la investigación educativa en ciencias, se ha considerado fructífero establecer analogías entre estos procesos de cambio científico y los modelos que interpretan los cambios que se dan en el aprendizaje de la ciencia (Moreira, 2003). Modelos de

aprendizaje que se basan en este tipo de analogías son coherentes con la aspiración de aproximar el aprendizaje de la ciencia al quehacer de los científicos.

La propuesta seminal de cambio conceptual y su aplicabilidad al aprendizaje (Posner, Strike, Hewson & Gertzog, 1982) sitúa explícitamente sus bases epistemológicas en las ideas de Khun y Lakatos, teniendo como supuesto implícito que, los cambios conceptuales van acompañados de cambios simultáneos en los campos axiológicos, metodológicos y ontológicos. Para que el cambio conceptual tenga lugar, según López (1990), deben ser satisfechas cuatro condiciones: 1. Debe existir una insatisfacción con las concepciones existentes. Es improbable que científicos y alumnos hagan cambios radicales en sus conceptos a menos que perciban que algunos cambios no funcionan más. 2. Una nueva concepción debe ser inteligible. El individuo debe ser capaz de entender el nuevo concepto lo suficiente para explorar sus posibilidades. 3. Una nueva concepción debe parecer inicialmente plausible. Cualquier nuevo concepto adoptado debe por lo menos parecer tener la capacidad de resolver los problemas generados por sus predecesores. 4. Una nueva concepción debe sugerir la posibilidad de un programa de investigación fructífero. El nuevo concepto debe tener el potencial de ser extendido a otras áreas, de abrir nuevas posibilidades.

En suma, una nueva concepción tendrá más o menos posibilidades de ser asumida por los individuos y, en esta dirección, de generar el cambio conceptual en la medida que se den o no las condiciones de debilitamiento de la concepción intuitiva y, también, en la medida que la nueva concepción resulte o no inteligible, plausible y fructífera.

Kelly (1997) ha logrado caracterizar el campo de investigación de Cambio Conceptual, que se fundamenta en los desarrollos de la historia y filosofía de las ciencias, en términos de un Programa de Investigación lakatosiano (Lakatos, 1978), con el fin de diferenciarlo de la corriente de Cambio Conceptual que se fundamenta en los desarrollos de la ciencia y psicología cognitiva.

Destacando la formulación de Kelly (1997) el “centro firme” del Programa de

Investigación de Cambio Conceptual que se fundamenta, según Soto (2003), en la tradición histórica y filosófica de las ciencias se puede formular a partir de los siguientes cuatro enunciados: •

En Cambio Conceptual las buenas razones para el cambio o selección de una teoría provienen de la epistemología

•

En Cambio Conceptual el estudio de las formas de producción científica de frontera es fuente de evidencias para entender el aprendizaje de las ciencias

•

En Cambio Conceptual el aprendizaje está en función de la Ecología conceptual del aprendiz

•

En Cambio Conceptual el aprendizaje de las ciencias es un proceso de Enculturación Científica

De las condiciones para el cambio conceptual, se deriva que éste ocurre porque hay una concepción previa que, dentro de un entorno conceptual, funciona como medio de interpretación y explicación de cierta clase de problemas, procesos o fenómenos. Así, las concepciones no son entidades aisladas, sino que están relacionadas de manera estrecha, pero también con otros aspectos cognitivos, no siempre claros y conscientes, pero que determinan el contexto o entorno en el cual las ideas cobran sentido. Strike y Posner (1985) proponen que este entorno cognitivo no es solamente un factor donde las concepciones se ubican, sino que es, también, un factor que se transforma con el cambio conceptual.

A este entorno Strike y Posner (1985) lo denominan “ecología conceptual”, con lo cual denotan la estrecha interdependencia entre todos los factores conceptuales y cognitivos (Bello, 2007). Entre los principales factores que constituyen la ecología conceptual se destacan los siguientes: anomalías (cuando una persona percibe que los argumentos que tiene, con base en sus conceptos previos, no son suficientes para explicar

una

situación

o

fenómeno),

analogías

y

metáforas

(elementos

representacionales de apoyo que permiten a los sujetos crear condiciones para la comprensión de un concepto), imágenes y prototipos (esquemas previamente construidos para dar cuenta de procesos o mecanismos explicatorios), experiencia (implica todos aquellos aspectos que el sujeto ha elaborado para interpretar y conceptuar situaciones, como las que implicaría la comprensión o transformación de un

concepto), compromisos epistemológicos ( ideas explicativas y visión sobre la naturaleza del conocimiento), creencias y conceptos metafísicos (ideas metafísicas sobre la ciencia, conceptos metafísicos de ciencia, por ejemplo creencias en torno a la universalidad de los conocimientos científicos, a la objetividad absoluta de la ciencia o el

conocimiento

científico

como

esencia

de

la

naturaleza)

y

otros

conocimientos(conocimiento en otros campos de conocimiento, conocimientos que tienen alguna relación o que compiten como el concepto de energía como proceso y como sustancia).

Por otro lado, la perspectiva socio-cultural sobre el aprendizaje propuesta por Kelly & Green (1998), contribuye a la comprensión del Cambio Conceptual como un proceso socio-cultural complejo determinado por la dinámica de los grupos sociales. Todos esos componentes que gobiernan los entramados conceptuales del grupo social, configuran lo que Kelly y Green (1998) denominan la Ecología Grupal, definiéndola como una superestructura

socio-cognitiva

que

articula

experiencias,

creencias,

valores,

conocimientos y prácticas, que cuando son puestas en juego dentro de un espacio educativo, junto con los nuevos conocimientos enseñados, configuran una manera colectiva de comprender la realidad. En esta línea los grupos pasan de ser un objeto discreto a ser un campo de problemáticas a estudiar.

Educación en Museos En el mundo actual, los jóvenes no sólo viven en entornos configurados por el mundo natural, sino cada vez más profundamente por la presencia penetrante de diversos entornos artificiales (tecnología). Las posibilidades cotidianas de que los estudiantes tengan fuera del aula escolar experiencias significativas y relevantes, fuentes inagotables de explicaciones alternativas, son muy intensas e importantes.

Actualmente, el medio social ofrece una diversidad cultural y de ocio cada vez más atractiva de instituciones de educación no formal (parques zoológicos, museos de ciencia y tecnología, granjas-escuela, parques, escuelas de naturaleza, centros de educación medioambiental, jardines botánicos, fábricas e industrias, planetarios, observatorios astronómicos, ferias de la ciencia, entre otros.); así como actividades informales sobre ciencia y tecnología (talleres, clubes, asociaciones de todo tipo,

centros de ocio, talleres y juegos manipulativos, entre otros.). De manera paralela, la investigación en didáctica de las ciencias da una importancia cada vez mayor a la influencia educadora que tienen estas exhibiciones, sin embargo, la escuela continúa siendo una fuente importante de aprendizaje científico, Las experiencias adquiridas fuera de la escuela constituyen una aportación valiosa para la enseñanza y la organización de la ciencia escolar, pues influyen sobre sus resultados (Vázquez y Manassero, 2006)

La National Science Foundation (2009) define la educación científica informal como actividades de aprendizaje voluntarias y autodirigidas, para todos; motivadas principalmente por intereses intrínsecos, curiosidad, exploración, manipulación, fantasía, realización de la tarea y la interacción social. De manera paralela, la investigación en didáctica de las ciencias da una importancia cada vez mayor a la influencia educadora que tienen estas exhibiciones, sin embargo, la escuela continúa siendo una fuente importante de aprendizaje científico, Las experiencias adquiridas fuera de la escuela constituyen una aportación valiosa para la enseñanza y la organización de la ciencia escolar, pues influyen sobre sus resultados (Vázquez y Manassero, 2006). El rasgo más característico de la educación científica informal es la libre elección, cabe señalar que los autores Falk y Dierking (1992) proponen un marco conceptual para pensar el aprendizaje, con el fin de proveer una imagen holística del mismo “aprendizaje de libre elección” pues los aprendices controlan y seleccionan qué y cómo aprenden, aumentando la probabilidad de estar emocional e intelectualmente más motivados por la ciencia estudiada. En este sentido, los autores se han concentrado en el estudio de los museos como lugares en donde se producen aprendizajes. Dentro de los factores que influyen directamente o indirectamente en el aprendizaje en los museos los autores consideran: el contexto personal, el contexto sociocultural y el contexto físico (Falk & Storksdieck, 2005).

Metodología: El ámbito de interés de la perspectiva sociocultural sobre el aprendizaje de las ciencias como Cambio Conceptual se centra en el estudio de las ecologías conceptuales individuales y grupales. La Ecología Conceptual puede definirse como una supraestructura intelectual de carácter dinámico que posee un individuo y/o un grupo social.

Como supra-estructura puede ser estudiada a partir de la caracterización de sus diferentes componentes. Estos componentes han sido definidos por Strike y Posner (1985) en términos de rasgos cognitivos (también denominados recursos cognitivos). Estos rasgos cognitivos se refieren a elementos intelectuales que permiten al individuo codificar la información en términos de imágenes mentales, analogías, metáforas y conocimientos ya adquiridos que dan plausibilidad a las explicaciones y fenómenos de la cotidianidad y de la ciencia. No obstante, los principales rasgos cognitivos que ejercen una influencia decisiva para el progreso del cambio de las concepciones tienen que ver con aspectos de corte ideológico, que a manera de creencias metafísicas, compromisos epistemológicos y ontológicos, modelan las realidades del individuo de forma particular.

El diseño metodológico más acorde con este objeto de conocimiento (ecología conceptual) es el de la investigación cualitativa, que busca interpretar y comprender la estructura, dinámica y complejidad del sistema representacional aquí descrito. Siguiendo a Hernández (2006), se trata de una investigación cualitativa de alcance explicativo ya que se quiere ir más allá de la descripción o del establecimiento de relaciones, es decir, el objetivo es proporcionar un sentido de entendimiento a las ecologías individuales y grupales de los estudiantes, y al mismo tiempo, establecer cómo influyen en ellas el uso del museo de ciencias como recurso educativo.

Como se trata de observar los fenómenos que ocurre con los niños tal y como se dan en su contexto educativo, el enfoque es no experimental con un diseño longitudinal de panel, es decir, se recogerán los datos a través del tiempo, con el mismo grupo de estudiantes, para hacer inferencias respecto al cambio en las ecologías grupales e individuales.

En el marco de la investigación cualitativa consideramos que el estudio de caso etnográfico nos ofrece una perspectiva de trabajo coherente con los objetivos que nos hemos propuesto alcanzar en la investigación. Por su naturaleza, el estudio de caso etnográfico hace posible una visión profunda, amplia e integrada de una unidad compleja, involucra el estudio profundo de una entidad singular generalmente a través de observación persistente y entrevistas (Stenhouse, 1985). Demanda una gran

diversidad de fuentes de información y de estrategias para el análisis y la triangulación de los datos, en tanto requiere la conciliación de los diversos puntos de vista o perspectivas de los investigadores, con el fin superar el relativismo, posibilitar la generalización y buscar la credibilidad y fiabilidad de este tipo de estudios.

El trabajo se aplicará con un grupo de 4 niños del grado quinto (9-10 años) de la Institución Educativa Ciudadela las Américas de la cuidad de Medellín-Colombia, con el fin de identificar las ecologías individuales y grupales, haciendo uso de las actividades de una unidad didáctica sobre óptica física en la Sala Galileo Galilei Interactiva del Museo Universitario de la Universidad de Antioquia.

Se cuenta con tres fuentes de información (entrevistas clínicas, video-grabaciones y trabajos escritos de los estudiantes) organizadas en cinco momentos, según se muestra en la tabla 1.

Tabla 1 MOMENTO OBJETO DE ESTUDIO

MÉTODO

1 (Inicio) Ecología Individual Entrevista clínica a cada estudiante

2 (Introducción) Ecología Grupal

3 (Mitad) Ecología Individual Entrevista clínica a cada estudiante

4 (Estructuración) Ecología Grupal

5 (Final) Ecología Individual Entrevista clínica a cada estudiante

Análisis del discurso Análisis del discurso en las videoen las videograbaciones del grabaciones del trabajo en el museo trabajo en el museo (Posner & (Kelly & (Posner & (Kelly & (Posner & Gertzog, 1982) Crawford, 1997) Gertzog,1982) Crawford, 1997) Gertzog,1982) Contrastación de información con los productos documentales de los estudiantes que resultan del desarrollo de una unidad didáctica sobre óptica física.

La duración de la intervención será de un mes, con una sesión de trabajo semanal de cuatro horas (los sábados en la mañana). De acuerdo con la tabla 1, en los momentos 1, 3 y 5 se realizará el monitoreo del progreso de las ecologías individuales de los estudiantes, mediante la propuesta metodológica desarrollada por Posner & Gertzog, (1982); mientras que en los momentos 2 y 4 se utilizará la propuesta metodológica desarrollada por Kelly & Crawford (1997) con el fin de caracterizar la ecología grupal y su evolución. Se pretende establecer una relación de causalidad entre la posible evolución de las ecologías individuales en relación con la evolución de la ecología grupal.

De esta forma, no sólo se busca encontrar las relaciones entre las características que presentan los componentes de las ecologías grupales e individuales de los estudiantes, sino también, entre el Modelo Contextual de Aprendizaje y el cambio conceptual desde la perspectiva sociocultural de aprendizaje. Esto es, la relación entre: el contexto personal y la ecología individual, el contexto sociocultural y la ecología grupal (enculturación), el contexto físico y el museo.

El proyecto utilizará procedimientos, técnicas e instrumentos que permiten acceder a estructuras profundas de naturaleza conceptual, ontológica y epistemológica, es decir, que hagan posible la identificación de los componentes de las ecologías conceptuales (individuales y grupales) entendidas como supra-estructura intelectual y permitan realizar una interpretación y análisis fiable de la información.

Para Posner y Gertzog (1982) autores de las ideas seminales de cambio conceptual, el método clínico utilizado y desarrollado por J. Piaget, se constituye en una poderosa herramienta metodológica para estudiar los procesos de cambio conceptual que se suceden en el aprendiz. No obstante, el uso de esta técnica de investigación debe ser contextualizada en términos de la trama teórica de cambio conceptual, de las preguntas y/o hipótesis y en términos de la forma de conducción de las entrevistas.

Hewson & Thorley (1989) y Thorley & Stofflett (1996) investigaron los procesos de cambio conceptual en el aula de clase a través del análisis del discurso. Hewson y Thorley (1989) utilizaron el discurso como una base para entender la ecología conceptual individual en el aula, en consonancia con el modelo psicológico de Posner et al. (1982); mientras que Thorley y Stofflett (1996) se focalizaron en la ecología conceptual grupal a partir de las expresiones lingüísticas y las representaciones en términos de las condiciones para el cambio conceptual. Para Kelly & Crawford (1997) la ecología conceptual debe considerarse como una construcción social creada a través de los acontecimientos, acciones e interacciones de los actores.

Para el análisis de la ecología grupal, siguiendo a Kelly & Crawford (1997), nuestra metodología de investigación incluye la etnografía y análisis del discurso. Los datos

etnográficos nos permitirán comprender mejor las situaciones particulares de los acontecimientos grupales y cómo se ven influenciadas por el uso del museo. Después de identificar episodios representativos de los datos etnográficos, se usará el análisis de las prácticas discursivas de los miembros para investigar, a través del lenguaje y en los múltiples espacios de interacción en el museo, los cambios que se dan en la ecología grupal de los estudiantes cuando las prácticas sociales modifican los contextos socioculturales momento a momento a través de acciones e interacciones que lleven al reconocimiento de la complejidad para crear o comprender conceptos intersubjetivos

Para las tareas de transcripción, reducción de datos, codificación y representación de los datos originales se utilizarán técnicas que permitan focalizar la información relacionada con los rasgos que caracterizan las ecologías conceptuales individuales y de grupo que dan cuenta de la manera en que se conforma o desarrolla un entendimiento sobre el aprendizaje de conceptos y teorías científicas.

De acuerdo con nuestro objeto de conocimiento y con la metodología de estudio de caso elegida, las técnicas conceptuales son las más pertinentes para el análisis de los datos. Entre estas técnicas conceptuales se privilegiarán: la teorización, las estrategias de selección secuencial y los procedimientos analíticos.

La teorización involucra tareas tales como: la percepción -que permite reducir los datos brutos a subconjuntos manejables, evitando el fraccionamiento-, la comparación, la contrastación, la agregación y ordenación -que ayudan a preparar los esquemas de clasificación, es decir, a crear categorías y tipologías-; además de la determinación de vínculos y la construcción de relaciones entre constructos.

En relación con las estrategias de selección secuencial, se realizará el muestreo teórico o búsqueda de episodios positivos y la selección de episodios negativos y discrepantes, es decir, un análisis secuencial que haga visibles los cambios en el tiempo dentro de los grupos de estudiantes y permita la toma de muestras sistemática y teórica de los principales eventos que se forman en y por medio del lenguaje. De igual forma serán utilizados los procedimientos analíticos generales como la inducción

analítica y las comparaciones constantes; así como algunas técnicas basadas en el análisis de protocolos verbales, que permiten estudiar el significado lingüístico de las proposiciones y

la identificación a posteriori por las señales de contextualización

incluyendo la entonación, el tono, el ritmo, la pausa, la estructura de las ideas, la proxémica, el movimiento y el tiempo.

Referencias Bibliográficas: Falk, J. & Dierking, L. (1992) The Museum Experience. Washington, D.C.: Whalesback Books. Falk, J. & Storksdieck, M. (2005) Learning science from museums. História, Ciências, Saúde – Manguinhos, V. 12 (supplement), p. 117-43. Hernández S, R. (2006) Metodología de la investigación (4ª ed.). México: Editorial McGraw-Hill Interamericana. Kelly, G. (1997) Research Traditions in Comparative Context: A Philosophical Challenge to Radical Constructivism. Science Education 81(3) 355-375. Kelly, G. & Crawford, T. (1997). An ethnographic investigation of the discourse processes of school science. Department of Education, University of California, Santa Barbara. Kelly, G. & Green, J. (1998) The social nature of knowing: Toward a sociocultural perspective on conceptual change and knowledge construction. In Guzzetti, B. & Hynd, C. Perspective on conceptual change (145-181). New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates, Publishers. National Science Foundation (2009). Informal science education. Supplements to active research

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