Resumen:
En el artículo se destacan algunos problemas que están presentes en libros de textos utilizados para la asignatura y las clases de Física que se imparten a estudiantes en el nivel universitario, en carreras de ingeniería; y que a juicio del autor conducen a la presentación al estudiante de un modelo conceptual de los contenidos, parcialmente desarticulado, e incoherente entre conceptos de física en diferentes temas del electromagnetismo, y que constituyen la estructura de un modelo conceptual que no contribuye a la formación en los estudiantes de modelos mentales adecuados y funcionales para la comprensión y la solución de problemas del movimiento electromagnético, que le permita relacionar y cohesionar los movimientos y conceptos de esta rama de la física, de acuerdo a la teoría de los modelos mentales de Johnson-Laird.
Desarrollo:
Para Johnson-Laird, el punto central del razonamiento y de la comprensión de cualquier fenómeno físico o no, evento, situación o proceso del mundo está en la existencia de un modelo de trabajo en la mente de quien razona y comprende.
Según este autor, pensar, implica la construcción de un modelo mental intermedio entre el mundo y el individuo, interno, autónomo, coherente y funcional.
Un modelo mental es una representación interna de informaciones que corresponde, análogamente, al estado de cosas que se están representando, sea cual sea el mismo. Los modelos mentales son análogos estructurales del mundo.
En este punto es necesario distinguir entre sistema físico, modelo conceptual del sistema físico y modelo mental del sistema físico. El primero es el sistema real, objeto de estudio del cual deseamos conocer sus propiedades y comportamiento en relación con los demás sistemas con que interactúa, y según Norman (en Gentner y Stevens, 1983, p. 8) los modelos conceptuales constituyen instrumentos para la comprensión o para la enseñanza de sistemas físicos, es un modelo preciso, consistente y completo del sistema físico que se inventa para facilitar la construcción de un modelo mental, los modelos mentales son lo que las personas realmente tienen en sus cabezas y lo que guía el uso que hacen de las cosas (que no es preciso, consistente y completo), pero debe ser funcional, adecuado, con poder explicativo y predictivo del comportamiento del sistema físico.
La clasificación de Pozo y otros (1994) para el origen de las concepciones alternativas puede servir también para diferenciar los modelos mentales formados por los alumnos, entre las que se encuentran los de origen escolar, aquéllos generados dentro del contexto escolar en temas sobre los cuales el alumno carece de conocimientos específicos (como la mecánica cuántica), por analogías propias o inducidas por la enseñanza, en este sentido podemos incluir muchos de los contenidos específicos del electromagnetismo los cuales son introducidos mediante modelos conceptuales escolares.
En la enseñanza, el profesor enseña modelos conceptuales y espera que el estudiante construya modelos mentales, acordes con esos modelos conceptuales, que a su vez, deben ser consistentes con los sistemas físicos modelados.
El objetivo de la enseñanza es pues, a través de modelos conceptuales, llevar al estudiante a formar modelos mentales adecuados consistentes con los propios modelos conceptuales de los sistemas físicos.
Para eso, los modelos conceptuales enseñados deben, según Norman ser aprendibles, funcionales y utilizables.
Es importante destacar que los modelos conceptuales son inventados por las personas y dependen de muchos factores, y estas operan mentalmente con modelos mentales, de aquí que los modelos conceptuales que se presentan al estudiante tanto en textos como en clases, depende del modelo mental que posea el autor del texto o profesor.
Los modelos conceptuales pueden materializarse en forma de formulaciones matemáticas, verbales o pictóricas, de analogías o de objetos materiales. Lo que se ve en las clases de Ciencias es que los alumnos tienden a trabajar con proposiciones aisladas, memorizadas de manera literal y arbitraria. Las ecuaciones, las leyes y las definiciones de conceptos de la Física, son representaciones proposicionales, que están articuladas en modelos conceptuales y que exigen, por parte de quienes quieren comprenderlas, la construcción de modelos mentales. Sin este proceso, estas representaciones proposicionales carecen de significado, ya que sólo pueden adquirirlo a luz de modelos mentales.
En estudio realizado por Greca y Moreira (1997 b, c) se obtuvieron evidencias de que los alumnos de mejor desempeño en electricidad y magnetismo fueron los que aparentemente habían formado un modelo mental de campo electromagnético que se aproximaba al modelo conceptual usado por expertos. Los que trabajaron sólo con proposiciones (fórmulas, definiciones, enunciados) aisladas, limitándose a intentar aplicarlas mecánicamente, tuvieron peor desempeño.
En resumen, podemos señalar que es de esperar que para lograr que nuestros estudiantes logren formar un modelo mental eficiente, y funcional y en correspondencia con modelos conceptuales aceptados por la comunidad científica, que reflejen la naturaleza de los llamados "fenómenos" electromagnéticos, se requiere de una exposición tanto en clases como en los textos con determinados requisitos:
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