2 3 Errores conceptuales y cambio conceptual Maider

2. 3. Errores conceptuales y cambio conceptual Maider Pérez de Villarreal Zufiaurre Profesora Contratada Doctora Interina Didáctica de Ciencias Experimentales Departamento de Ciencias Universidad Pública de Navarra Tel. 948 -169246 e-mail: maider. perezdevillarreal@unavarra. es

Objetivos del tema 2. 3 • • Conocer el problema de los errores conceptuales (EC) o concepciones alternativas. Promover el cambio conceptual

SINÓNIMOS de errores conceptuales: Ideas ingenuas, ideas erróneas, preconcepciones, versiones privadas múltiples de la ciencia, fuentes subyacentes de error, modelos personales de la realidad, razonamiento espontáneo, obstáculos persistentes, jerarquías proposicionales limitadas o inapropiadas.

COMPILACIÓN DE DRIVER 1. Fundamentos epistemológicos: Filosofía y psicología del constructivismo, filosofía e historia del conocimiento científico, fenomenología. 2. Naturaleza de las concepciones: Estudios teóricos que exploran la naturaleza de las concepciones en términos de las perspectivas de la ciencia cognitiva. 3. Características generales de las concepciones alternativas y de su desarrollo: Investigaciones publicadas que exploran el alcance, la tenacidad y la durabilidad de las concepciones. 4. Investigaciones empíricas de las concepciones de los alumnos en áreas específicas: investigaciones que se ocupan de concepciones correspondientes a “energía”, “rozamiento” o “vida”. 5. Metodologías para la investigación y reperesentación de las concepciones alternativas: Investigaciones publicadas que detallan estrategias de investigación para explorar las concepciones alternativas.

6. Análisis conceptual de áreas específicas en ciencias: Incluye investigaciones sobre áreas temáticas en ciencias, aludiéndose a ellas como “la ciencia de los científicos”. Examinan cuestiones particulares relacionadas con la superación de las dificultades en el aprendizaje de los alumnos. 7. Lenguaje y concepciones alternativas: Investigaciones que exploran aspectos lingüísticos de las concepciones alternativas, de las mismas etiquetas conceptuales, de las metáforas y analogías utilizadas en su enseñanza y comprensión, y de las interacciones lingüísticas en la instrucción y enseñanza en clase. 8. Concepciones y estrategias de razonamiento general: Investigaciones que exploran cuestiones tales como solución de problemas, metacognición, ciencia cognitiva, y procesamiento de la información, relacionadas con las concepciones alternativas. 9. Estudios teóricos y empíricos de desarrollo conceptual, cambio conceptual y enfoques para la enseñanza: investigaciones publicadas que describen o teorizan sobre la naturaleza y forma del cambio conceptual, conflicto cognitivo, asimilación y acomodación, disonancia cognitiva, sintonización y reestructuración. 10. Implicaciones educativas de las concepciones alternativas: investigaciones que exploran las implicaciones en el currículum y la evaluación de las concepciones alternativas en relación con las escuelas y la educación superior, incluyendo repercusiones en el cambio.

SISTEMATIZACIÓN DE DUIT: La mayor parte de la información recogida, pertenece a las áreas de las didácticas de Física, Química y Biología, aunque también son considerados estudios sobre Ciencias de la Tierra. Aparecen una serie de tendencias: - Enfoque de la enseñanza y el aprendizaje desarrollados a base de los hallazgos de la investigación en este campo no tuvieron siempre más éxito que los enfoques tradicionales. - Las concepciones acerca de la enseñanza y el aprendizaje (cuestiones de metaconocimiento) o concepciones sobre la ciencia (cuestiones de la filosofía de la ciencia) se investigan por separado. - El término error conceptual no se considera con su original significado (ideas preinstruccionales de los alumnos que eran erróneas y que por tanto, deberían ser eliminadas y sustituidas por las ideas científicas correctas), sino como concepciones falsas que han sido inducidas por la propia instrucción en ciencias. - Énfasis en los métodos de investigación cualitativa.

Ejemplo: modelos atómicos diferentes Pueden confundir a los alumnos si aparecen sin una explicación, ya que su tendencia es tratar los átomos y moléculas de la misma manera que las sustancias que las componen. La única forma de solucionarlo, sería distinguir entre modelo y observación y proporcionar una explicación de la naturaleza del concepto modelo.

Diferentes formas de simbolizar una reacción química. Una técnica común es utilizar círculos de diferentes colores o con distintos dibujos. La ventaja es que ayudan a mantener los diferentes átomos en una reacción en orden (el carbono es negro y el oxígeno rojo. La desventaja es que pueden comunicar una concepción errónea. Los alumnos pueden obtener la impresión visual de que el monóxido de carbono es un oxígeno y un átomo de carbono añadidos juntos, más que una nueva partícula con otras propiedades distintas a las de los dos átomos incluidos.

Respuesta de un alumno que muestra una mezcla de categorías. (González, 2001). Representa una cadena carbonatada molecular entre las que se intercalan pequeñas masas de grasa.

Representa moléculas de agua flotando en agua: alumnos que no distinguen entre modelo y observación, conciben la materia como continua y tienen dificultades en imaginar el espacio vacío. El agua consta de hidrógeno y oxígeno, pero el alumno está pensando en la molécula de H 2 O, que está formada por 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Pueden interpretar la idea de que el agua es una mezcla de sustancias de hidrógeno y oxígeno. El agua es agua y nada más. NO tiene ni las propiedades del hidrógeno ni las del oxígeno, es una sustancia única.

Este modelo, común en muchos libros, se puede definir como la combinación de dos redes centradas en las caras, tanto de Na+ como de Cl- desplazadas la mitad de la arista del cubo. Cada Cl- está rodeado por 6 Na+ y cada Na+ por 6 Cl-. Podemos observar que la distancia entre las partículas incluye varias veces el diámetro de las mismas, lo que indica un estado gaseoso. Llegamos a la anomalía de “un gas con moléculas en perfecto orden”.

Modelo tomado de un libro sueco de química: se observa un trocito de potasio en un frasco con gas cloro. Las moléculas aparecen en círculos. La distancia entre las partículas es bastante similar para el cloro en estado gaseoso, y el potasio en estado líquido. Una más correcta proporción sería 10: 1.

- Leer punto 2. 2 de “Concepciones de los alumnos acerca del agua y de los cambios de estado del agua” (pág 92). - Leer capítulo V: Aprender LIBRO: González, F. , Morón, C. , Novak, J. D. Fermín González. (2001). Errores conceptuales. (92 -97; 241291).

Extraído del capítulo III del libro “Errores conceptuales”. Puesta en común en clase del siguiente cuestionario.

5. CAMBIO CONCEPTUAL y su incidencia en la Evaluación

EJE X: Principios de la comprensión: 1. Intersubjetividad: Acuerdo, sentido común, divergencias de significados compartidas. La intersubjetividad considera que la cognición compartida y el consenso son esenciales en la formación de nuestras ideas y relaciones. Mentir es un acto intersubjetivo, porque trabaja con dos definiciones diferentes de la situación. Opera entre dos definiciones subjetivas de la realidad. 2. Coherencia: Es la verdad como un conjunto determinado de proposiciones o creencias con sentido. Algo es lógico y consecuente con respecto a un antecedente. 3. Parsimonia: Se asocia a la templanza, equilibrio y regulación de la voluntad. Se refiere al sosiego en el modo de hablar o actuar. William of Ockham, desarrolló el principio de parsimonia o economía: “Dadas las mismas condiciones, la explicación que suele resultar correcta es la más sencilla”. 4. Transparencia: Significa que deja pasar la luz, que no hay lugar para errores conceptuales porque todos los conceptos se han asociado de manera correcta.

Comprensión 1. Intersubjetividad: Basados en los datos de evaluación convincentes de que el alumno: disponibles hay pruebas A. ¿Ha construido un punto de vista sobre un fenómeno natural y ha descrito ese punto de vista en forma verbal, gráfica o pictórica? B. ¿Se ha comprometido en actividades autorreflexivas o metacognitivas? C. ¿Ha compartido sus puntos de vista con otros alumnos? D. ¿Ha atendido a y considerado otros puntos de vista además de los suyos propios? 1. 2. 3. 4. Intersubjetividad Coherencia Parsimonia Transparencia Tabla 10. 1 E. ¿Ha examinado fuentes primarias o secundarias que describen la explicación científica predominante? F. ¿Ha explorado las pruebas empíricas de los diferentes puntos de vista y sopesado los méritos relativos de cada una? G. ¿Ha buscado formas de reconciliar sus opiniones con las de otros y con las evidencias empíricas?

Comprensión 2. Coherencia. Basados en los datos de evaluación convincentes de que el alumno : disponibles hay pruebas H. ¿Ha considerado cómo las partes individuales de su punto de vista encajan en un cuadro más amplio? I. ¿Ha buscado relacionar explícitamente una parte de su punto de vista con otro en forma verbal, gráfica o pictórica? J. ¿Ha intentado reconciliar inconsistencias entre las partes? K. ¿Se ha comprometido con éxito en una o más formas de razonamiento analítico, analógico, inferencial o integrador? http: //www. ejemplode. com/29 -logica/2751 -ejemplo_de_pensamiento_analitico. html http: //www. ejemplode. com/55 -filosofia/1928 -ejemplo_de_razonamiento_analogico. html http: //es. scientificbraintrainingpro. eu/science/cognition/executive Tabla 10. 1

Comprensión 3. Parsimonia. Basados en los datos de evaluación convincentes de que el alumno : disponibles hay pruebas L. ¿Ha construido un punto de vista que es completo, conciso y desprovisto de variables extrañas o de complejidad innecesaria? M. ¿Ha intentado explicar los objetos o hechos naturales con la ayuda de modelos, diseños, representaciones gráficas o formatos pictóricos? Tabla 10. 1

Comprensión 4. Transparencia. Basados en los datos de evaluación disponibles hay pruebas convincentes de que el alumno: N. ¿Ha identificado una cuestión central (o dominio de conocimiento) que sea susceptible de investigación científica? O. ¿Ha considerado los hechos y objetos que deben ser investigados para desarrollar una respuesta provisional o hipótesis? P. ¿Ha descrito los conceptos, principios, teorías, y opiniones filosóficas que son necesarias para responder a la cuestión central? Q. ¿Ha sugerido formas de registro de la información acerca de una observación? R. ¿Ha intentado transformar, manipular o reordenar los registros? S. ¿Ha ofrecido uno o más juicios de conocimiento que son coherentes con la estructura conceptual y que se han inferido lógicamente de los registros y transformaciones? Tabla 10. 1 T. ¿Ha ofrecido uno o más juicios de valor que son coherentes con los juicios de conocimientos?

EJE Y: Cambio Conceptual (C. C. ): Basados en los datos de evaluación convincentes de que el alumno: disponibles hay pruebas U. ¿Ha asimilado nuevos conceptos en su estructura cognitiva en el transcurso de días, semanas o meses? V. ¿Ha reestructurado conexiones entre los conceptos existentes? W. ¿Ha experimentado una alteración significativa en la complejidad estructural y en la validez proposicional de su estructura de conocimiento (conceptos, relaciones, jerarquía, grado de ramificación, enlaces cruzados, ejemplos)? . Tabla 10. 1

AXIOMAS DEL CAMBIO CONCEPTUAL Axioma 1. Los seres humanos son constructores de significados Axioma 2 El objetivo de la educación es la construcción de significados compartidos Axioma 3 Los significados compartidos pueden ser facilitados por la intervención activa de profesores bien preparados Tabla 10. 2

Número promedio de nociones válidas Nivel de Grado Figura 7 a El número de nociones válidas identificadas en Mapas Conceptuales dibujadas de entrevistas con los mismos alumnos instruídos (en negro) y sin instrucción (a rayas) de los grados 2, 7, 10, y 12.

Número promedio de nociones inválidas Nivel de Grado Figura 7 b El número de nociones inválidas identificadas en Mapas Conceptuales dibujadas de entrevistas con los mismos alumnos instruídos (en negro) y sin instrucción (a rayas) de los grados 2, 7, 10, y 12.

"Uno de los principales objetivos de la educación debe ser ampliar las ventanas por las cuales vemos al mundo. ". Arnold Glasow. “Educar a los jóvenes no es tarea fácil, adiestrarlos en cambio, muy fácil. ”. Rabindranath Tagore.

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