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La formación científica de base y el rol de la comunidad en la relación escuela-familia

Magisterio
11/08/2014 - 17:00
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Foto de Museos Científicos. Tomada de Flickr

Es todavía común en la investigación en enseñanza de las ciencias referirse a los actuales paradigmas constructivistas y piagetianos los cuales tratan el pensamiento de los niños en términos de modelos o esquemas alternativos, ingenuos y muchas veces incorrectos.

 

En nuestra visión, el pensamiento de los niños es complejo y rico, aunque no fácil de analizar. Por lo tanto, es crucial la participación de los profesores y los padres en lo que se sabe acerca de cómo aprenden y cómo se desarrollan las habilidades cognitivas en diferentes contextos. Este artículo presenta una actividad de investigación participativa que se desarrolla desde hace algunos años en la ciudad de Nápoles, Italia, con la participación de niños, maestros y padres de la escuela maternal.

 

 

Marco de referencia

Aprendizaje y desarrollo

Durante varias décadas, la investigación en ciencias de la educación ha sido fuertemente influenciada por las ideas de Jean Piaget. Estas ideas están muy presentes en el ámbito constructivista y sostienen que el pensamiento de los niños puede ser interpretado en términos de esquemas mentales particulares, alternativos e ingenuos (Piaget, 1972, 1973). El trabajo de Piaget y de los constructivistas ha demostrado ser de gran ayuda para identificar e individualizar los problemas de aprendizaje pero, cada vez, resulta más inadecuado para diseñar y proyectar actividades y procesos que potencien las capacidades de los niños dado el modo de clasificar el razonamiento recurrente de los niños como ingenuo e incorrecto asociándolo a visiones animísticas, antropomórficas y mágicas. En nuestra experiencia, el pensamiento de los niños es particularmente rico y articulado; el cual, en ocasiones, es dificil de comprender debido a su autenticidad y riqueza de instrumentos y representaciones que se construyen permanentemente, pero esto es justamente lo que lo hace fascinante en su estudio y análisis ya que da tantas posibilidades que, incluso, puede permitir, también, comprender el pensamiento de los adultos.

 

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Aprendizaje y Desarrollo tienen una conexión tan estrecha, que en muchas ocasiones resulta subvalorada y simplificada en aquellos análisis que se hacen sin tener en cuenta el modo como los niños se comunican y se apropian del lenguaje, y en relación con esto, en una actividad de tipo científico cuya finalidad es el desarrollo del racionamiento crítico, no pueden desconocerse los aspectos lingüísticos y matemáticos que inevitablemente están involucrados.

 

Desde esta perspectiva, el desarrollo cognitivo es un proceso que se logra en un contexto social, histórico y culturalmente definido, lo que nos conduce a plantear que el desarrollo del niño depende, en gran medida, de los instrumentos culturales puestos a su disposición, además de las formas de interrelación con sus pares y adultos, lo cual es parte integral del proceso de adquisición de conocimientos y desarrollo de habilidades, basando la enseñanza en la mediación crítica y auto reflexiva, y reconociendo e incorporando el valor de las prácticas afectivas y cognitivas propias de la comunidad de referencia y del contexto sociocultural específico.

 

+Lea: Formación docente y enseñanza de las ciencias

 

En este sentido, las estrategias metacognitivas juegan un papel importante en la práctica auto-reflexiva de los docentes; desde nuestra perspectiva, los niños no se limitan a adquirir información, ellos interactúan y se confrontan entre sí, desarrollando procesos de negociación, interpretación y construcción de significados, evidenciando claramente que comprenden las reglas del juego del conocimiento científico; y frente a este panorama el adulto, en particular, el maestro está llamado a acompañar este proceso de aprendizaje favoreciendo la participación tanto en la construcción del conocimiento como en el desarrollo de habilidades que poco a poco se van enriqueciendo.

 

La relación entre matemática y ciencia

En todos los niveles escolares, la falta de reconocimiento de la relación existente entre la comprensión matemática y la comprensión de la fenomenología, es el origen de algunas de las dificultades de enseñanza-aprendizaje tanto de las matemáticas como de las ciencias naturales. Luego de años de propuestas fallidas en estos dos campos desde donde se ha privilegiado, por una parte, la enseñanza precaria de estructuras abstractas no "ancladas" a las habilidades básicas de las matemáticas y por la otra, privilegiando una enseñanza “simplificada” de la ciencia sin una explícita referencia a la estructura formal de las disciplinas; resulta claro hoy, que este enfoque es un obstáculo para la comprensión de los conceptos y teorías en los dos campos (RC Nacional 2012, 2009).

 

La anterior dicotomía está, entre otras cosas, en contra de nuestra tendencia natural (en todas las edades) a relacionarnos con la realidad a través de estructuras mentales y culturales. En el campo de las ciencias naturales, las representaciones abstractas se desarrollan en los niños a través del lenguaje y la exploración del mundo físico; en esta misma línea de pensamiento, en el campo matemático, la evolución de las habilidades numéricas (el pensamiento espacial y las metáforas referidas a los números y la geometría) se hace más consistente gracias a la capacidad de explorar e interpretar los fenómenos.

 

En general, la enseñanza tradicional apunta al desarrollo del pensamiento lógico-deductivo de la matemática, y el lineal-causal en las ciencias naturales: ambos fundamentales para el desarrollo y el aprendizaje, sin embargo, un enfoque que lee los aspectos fenomenológicos y formales, también puede ayudar a desarrollar, incluso, el pensamiento lógico-asociativo, el pensamiento relacional, y aquel analógico, imaginativo y simbólico.

 

+Conozca el libro Internet y la investigación científica. El uso de los medios y las nuevas tecnologías en la educación

 

La elección de modos diversos de representar y describir el mismo fenómeno permite tener, simultáneamente, la interpretación del fenómeno mismo y el significado más general del modelo que lo describe; por lo que, a nuestro modo de ver, esta es la clave para construir competencias en el hacer ciencia: “una característica de las ideas importantes es que son posibles de ser representadas de diversos modos, que pueden ser recogidas en una multiplicidad de modelos lingüísticos. Una característica distintiva del experto es su habilidad para encontrar una gran variedad de rutas de acceso conducentes a esta idea principal y saber valorar estas nuevas interpretaciones posibles "(Gardner, 1999).

 

A veces, este enfoque se considera de difícil implementación, pero creemos que esto se debe, fundamentalmente, a una generalizada subestimación de la habilidad de los niños y a un desconocimiento de lo que, día a día, se descubre acerca de cómo aprenden; de acuerdo con lo anterior, en el campo del aprendizaje de las matemáticas es importante compartir con los maestros y padres los resultados de las investigaciones que en las últimas dos décadas se apoyan en el campo de la neurociencia y del desarrollo cognitivo.

 

Se trata de una revolución silenciosa que no siempre produce efectos, por ejemplo, en las propuestas curriculares, pero resulta innegable que durante los primeros años de vida de los niños se desarrollan competencias y conceptos relevantes para el aprendizaje de las matemáticas y que la mayor parte de estos llegan a la escuela con una gran cantidad de conocimientos y habilidades cognitivas que pueden servir como base sólida para dicho aprendizaje.

 

Nuestro cerebro es un sistema activo que se configura a través de los requerimientos que el ambiente circundante propone; sabemos que nacemos con habilidades pre-matemáticas: la distinción entre pequeñas cantidades numéricas, los conceptos básicos de la geometría y la esencia misma de la geometría euclidiana están ligados a la capacidad innata que heredamos con un cerebro fruto de la evolución (Dehaene et al. en 2006, 2010, 2011). No obstante, estas habilidades básicas no son suficientes y a pesar de que nuestra mente nos permite desarrollar un pensamiento asociativo, gracias al cual podemos cumplir paralelamente con tareas diversas, nos resulta mucho más complicado lograr hacer cálculos manipulando símbolos más o menos abstractos.

 

Así que, para dominar las matemáticas, los niños necesitan de interacciones y de ejercitaciones con los adultos tanto en casa como en la escuela; el conocimiento y los intereses que los niños demuestran respecto a los números, las relaciones, las formas y sobre los otros argumentos de la matemática y la ciencia, constituyen una oportunidad importante para padres y maestros; pero también sabemos que la selección de estos estímulos depende de una serie de factores, entre los cuales juega un papel fundamental el significado que atribuimos a un hecho nuevo: las expectativas y la dimensión afectiva juegan un papel crucial en la motivación y la adquisición de los conceptos, afirmación que para educadores y expertos en el desarrollo cognitivo arraiga cada vez más la idea de que para enseñar de manera eficaz se debe entrar en resonancia con el sujeto que aprende. “El cerebro del niño no es una esponja, es un órgano ya estructurado que aprende solamente aquello que entra en resonancia con su conocimiento anterior”(Dehaene, 2010).

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Las actividades experimentales y el papael del adulto

La interacción social entre niños-niñas y adultos es fundamental para el aprendizaje y el desarrollo cognitivo. Un elemento importante de la actividad de investigación que aquí se presenta, es el intento de comprender cómo esta interacción se manifiesta, tanto en los contextos formales, la escuela, como en aquellos informales, por ejemplo, la familia. Años de nuestra experiencia tanto en contextos formales como en informales (en particular centros de ciencia) nos han enseñado que los niños están particularmente motivados y ávidos por explorar activamente la fenomenología científica tanto de manera individual como en grupo.

 

En particular, estamos fascinados al ver cómo los niños son capaces de aprender socializando a través del juego cooperativo. Es interesante observar su capacidad de auto-organizarse para “poner a prueba”, sea en un espacio expositivo tipo museo o una exhibición que requiera no solo de interactividad, sino también de llegar a acuerdos sobre el modo de operar de manera coordinada para obtener los efectos deseados. De otra parte, estos aspectos están muy presentes en quien busca aprovechar la oportunidad dada por los ambientes informales e intentar comprender cómo las personas aprenden (nacionales de RC 2009). Sin embargo, aquí nos interesa el valor que tienen estas actividades para hacer ciencia, cuando son propuestas o apoyadas por los adultos (en la escuela, en casa, en un museo).

 

En estas observaciones, un adulto o un par más experto que los niños, puede tener éxito en la experiencia aunque esta sea aparentemente simple, porque el experto planifica sus acciones recurriendo a estrategias de razonamiento ligadas al imaginarse cómo podrían ser las cosas y todo esto es naturalmente imitado por el niño, pero esta imitación, de acuerdo con el enfoque de Vygotsky (1962) se realiza en la acción de desarrollo potencial lejos de ser una actividad automática y repetitiva, dado que requiere creatividad y es esencial para el desarrollo de la mente.

En la actividad de mediación didáctica, resulta crucial no solo el logro de las metas de la actividad, sino la explicitación verbal, icónica, pictórica, etc., del proceso de la experiencia misma y de la interpretación de los fenómenos observados.

 

El adulto y/o el par experto, en efecto, es imitado no solo en la actuación sino, también, en el razonamiento (aunque este sea implícito) y de tal comportamiento imitativo se desarrollan dos procesos interdependientes y no separables: el aprendizaje y el desarrollo.

 

Los recientes descubrimientos sobre la neurona espejo parecen confirmar la importancia de la imitación en el aprendizaje; en particular, parece que el observador aplica una especie de descomposición de la acción, descomponiéndola en partes que hacen parte de su repertorio de acciones (Byrne 2005); en un momento posterior es capaz, entonces, de repetir la acción en su totalidad; por ejemplo, la información visual se transforma en procesos motores potenciales que permiten después la replicación de las acciones (Rizzolatti y Sinigaglia, 2007). En este sentido, los niños están en capacidad de imitar formas de comportamiento e, incluso, de comunicar verbalmente porque poseen un patrimonio motor mucho más complejo que les permite poder estructurar aprendizajes más avanzados, basados en procesos imitativos.

 

La comunicación mímico-gestual y el lenguaje están estrechamente conectados y quien trabaja con los niños sabe que el desarrollo del lenguaje de las ciencias naturales y de la matemática requiere del uso del cuerpo; se piensa al contar con las manos, al integrar diseños e interpretaciones con los gestos, con la mímica y con el cuerpo entero. Y, entonces, la tarea de los adultos es proyectar actividades que permitan formas ricas de expresión y de aprender a leer su significado.

 

La experimentación

En los últimos años

Las actividades han estado experimentadas en el ámbito de un proyecto financiado en los últimos años por la alcaldía de Nápoles y basada en la cooperación entre universidad-escuela-museo. En seis años, han estado vinculados cerca de cien cursos de niños entre 3 y 5 años de diversas condiciones sociales y, particularmente, de las zonas más pobres de la ciudad. En el desarrollo de estas actividades se ha prestado particular atención a la dimensión afectiva del aprendizaje, a las relaciones entre arte y ciencia y entre matemática-ciencia y lenguaje en dos áreas fenomenológicas: “la luz, el color y la visión” y “el agua”.

 

Las experiencias se articulan en:

  • Talleres en las escuelas con la participación de los investigadores;
  • Talleres con maestros y padres de familia,
  • Visita al Museo “Ciudad de la Ciencia” en Nápoles,
  • Festival de la ciencia en algunas de las escuelas involucradas.

 

El objetivo de estas actividades era involucrar a los niños, maestros y padres de familia en un juego de correlaciones entre las experiencias proyectadas y las experiencias cotidianas y familiares en actividades de modelización, en términos generales se pretendía la creación de un puente entre la investigación y la práctica con la participación activa de los adultos.

 

En el año en curso

Haciendo referencia a las actividades realizadas en años anteriores (Balzano, Balzano et al., 2011, 2012) la experiencia en el año escolar en curso fue organizada en dos planos correlacionados entre ellos e implementados en paralelo:

 

  • Se vinculaban 160 maestros pertenecientes a 20 escuelas en las cuales participaban 3 cursos paralelos de 30 horas cada uno.
  • 5 escuelas (para un total de 40 maestros y cerca de 600 niños) quienes participaron en las actividades llevadas a cabo apoyadas por investigadores universitarios. Estas escuelas seleccionadas son aquellas que participaron con el mayor número de maestros en las actividades de formación y que han garantizado la organización de actividades con los padres en los talleres desarrollados en la escuela.

 

Cada encuentro de formación ha sido organizado integrando tres momentos:

  • Una conferencia motivadora por parte de un experto,
  • La realización de actividades experimentales,
  • La presentación-discusión de las actividades experimentales en las 5 escuelas.

 

El proceso de formación y de experimentación se desarrolla con la integración de aspectos fenomenológicos y de formalizaciones matemáticas, haciendo explicito, tanto a los niños como a los adultos, los procesos de modelización, con el fin de favorecer al máximo la participación y el intercambio de las experiencias que fueron elegidas para trabajar sobre pocas y más significativas macro áreas de referencia respectivamente para las ciencias naturales y para la matemática.

 Las áreas de fenomenología son: la luz, el color y la visión (incluyendo experiencias de astronomía)

 

Las áreas de formalización matemática son los siguientes: el número, el espacio, las relaciones y el pensamiento proporcional.

 

Los primeros resultados y el desarrollo del proyecto

Los maestros y padres de familia, en cuanto mediadores de la relación entre niños-niñas y el conocimiento de la ciencia deben asumir un papel protagónico en el proceso de auto y co-responsabilidad para encontrar las estrategias conducentes a ayudar a los niños a comprender el sentido de hacer ciencia; en cuanto se refiere a nuestra experiencia la propuesta en general ha sido muy bien recibida y la evidencia de esto se basa en los siguientes materiales que se refieren a todas las actividades de formación y experimentación que han sido documentadas con el fin de ser analizadas:

 

  • Entrevistas con maestros y padres de familia;
  • Guías de observación;
  • Registros audiovisuales;
  • El material producido por los niños en la escuela y en casa (principalmente dibujos que han sido comentados por los adultos);
  • Interpretaciones de fenómenos hechos por los niños en el festival de la Ciencia (en los últimos años);
  • La realización de talleres permanentes para los adultos en las escuelas.

 

En relación con la metodología de desing studies se vinculará un número de maestros y padres de familia para analizar el trabajo que fue y está siendo desarrollado con los siguientes objetivos:

 

  • Satisfacer las necesidades de los maestros en la construcción eficaz de “trayectorias de aprendizaje" que vinculen las exigencias cognitivas específicas de los niños;
  • Permitir a los padres de familia identificar las actividades y procesos realizables en casa y que a su vez se encuentren integrados con los procesos escolares;
  • Generar un escenario de oportunidad a los investigadores para la identificación de los aspectos invariables al interior de los diversos procesos experimentales y utilizarlos en la formulación de un modelo de “espacio intelectual” lo que define la metodología del desing studies como “corredor conceptual”, el cual puede ser recorrido con éxito siempre y cuando se tengan en cuenta las diversas edades de los niños y sus contextos.

 

Se individualizaron dos campos que son fundamentales para la formalización matemática: el número, las operaciones y las relaciones entre las variables. El pensamiento espacial, la geometría y la medida-

 

En relación con todo lo anterior, el equipo de trabajo intentará responder a las siguientes preguntas:

 

  • ¿Cómo estimular el desarrollo de competencias en los dos campos propuestos?
  • ¿Desde qué perspectiva observar tal desarrollo de competencias?
  • ¿Cuáles son las experiencias cotidianas que ofrecen mayores oportunidades?
  • ¿Qué actividades proponer e implementar para ayudar a los niños en el desarrollo gradual de mayores capacidades superiores de razonamiento?

 

En particular, nos centraremos en los aspectos que consideramos más importantes para las actividades que los niños afrontarán en la escuela básica, por ejemplo, las diversas funciones del número, la comparación entre números de varias dimensiones, el significado de la multiplicación y la división, suma y resta como transformaciones, una pre-álgebra, con símbolos y palabras, entre otros.

En relación con las anteriores preguntas, el equipo de investigación llevará a acabo entrevistas y conversaciones con los niños sobre el desarrollo de las ideas relativas a los temas tratados en las actividades; el análisis de los registros de audio y video estarán referidos a las ideas centrales de Vygotsky sobre la evolución del pensamiento y, por lo tanto, sobre las interconexiones entre el desarrollo natural-biológico y el socio-cultural.

 

Para finalizar, es importante hacer notar que el equipo de investigación pondrá particular énfasis sobre un aspecto que, generalmente, está ausente en las investigaciones didácticas tradicionales: el efecto de la mediación didáctica de los adultos (maestros, padres e investigadores) sobre la evolución del razonamiento de los niños.

 

Conclusión

La relación entre práctica e investigación didáctica es fundamental para mejorar de manera significativa la enseñanza-aprendizaje de las ciencias naturales; pero para que esta relación sea productiva, es necesario intervenir de tal modo que la investigación sea entendida como consecuencia asumida por parte de todos aquellos involucrados en el proceso educativo.

La investigación en didáctica de las ciencias no puede ser tratada de modo mecánico como suceder en otras áreas de la investigación en las que se obtienen resultados, se generalizan y resultan reproducibles en diferentes situaciones; las respuestas a las preguntas de investigación no pueden ser refutadas y/o validadas de manera unívoca como sucede, por ejemplo, en los laboratorios de física experimental.

Los resultados de la investigación educativa plantean hipótesis e, incluso, validan modelos pero, generalmente, hacen referencia a situaciones complejas que requieren particular atención para comprender cómo reproducirlas y generalizarlas.

A nuestro modo de ver, la investigación más interesante, que logra un impacto real, tiene en cuenta resultados que provienen de áreas afines y que la ligan con otros ámbitos (didáctica de las disciplinas, la neurociencia, la pedagogía, las ciencias sociales).

En relación con estos resultados, en particular sobre el modo como se aprende y el modo de organizar la mediación didáctica tanto en contextos formales como en informales, es necesario pensar en nuevos proyectos de investigación fundamentados en nuevos paradigmas

Los maestros y padres de familia deben ser sujetos activos en la planeación, ejecución y evaluación de las actividades y no solo ser únicamente "receptores" y "objetos de estudio" de la investigación, también deben poder negociar con los investigadores los significados, metas e iniciativas.

 

 

Referencias

Balzano, E., Fiorentino, S., Freda, C., Merinio, A., Striano, M., Zappia, A. (2012). Participatory Process in Science Education Practices. Proceedings of the International Conference New Perspecctives in Science Education, Florence, Italy 8-9 March 2012 Simonelli Editore - University Press.

Balzano, E. (2011). Science Laboratory Activities for Kids and Parents in Naples. Proceedings of 8.th ERNAPE Conference, Milano,www.fisica.unina.it/traces/attachments/article/174/ERNAPE.pdf

Byrne, R. W. (2005). Social Cognition: Imitation, Imitation, Imitation. Current Biology, 15 (13), pp. 498-500.

Dehaene, S. (2010). Il pallino della matematica. Scoprire il genio dei numeri che è in noi. Cortina Editore.

Dehaene, S., Izard, V., Pica, P., & Spelke, E. S. (2006). Core Knowledge of Geometry in an Amazonian Indigene Group. Science, 311 (5759).

Gardner, H. (1999). Sapere per comprendere, discipline di studio e discipline della mente. Milano: Feltrinelli.

Izard, V., Pica, P., Spelke, E. S., & Dehaene, S. (2011). Flexible Intuitions of Euclidean Geometry in an Amazonian Indigene Group. PNAS, 108 (24).

National Research Council. (2012). A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Washington, DC: The National Academies Press.

National Research Council. (2009). Mathematics Learning in Early Childhood: Paths Toward Excellence and Equity. Washington, DC: The National Academies Press.

National Research Council. (2009). Learning Science in Informal Environments: People, Places, and Pursuits. Washington, DC: The National Academies Press.

Piaget, J. (1972). The Child’s Conception of Physical Causality. (M. Gabain, Trans.) Totowa, NJ: Littlefield, Adams & Co.

Piaget, J. (1973). The Child’s Conception of the World. (J. & A. Tomlinson, Trans.) St. Albans, Herts.: Paladin.

Rizzolatti, G., Sinigaglia, C. (2007). Mirror neurons and motor intentionality. Functional Neurology, 22(4), pp. 205-210.

Robbins, J., (2007). Young Children Thinking and Talking: Using Sociocultural Theory for Multi-layered Analysis, Learning and Socio-cultural Theory: Exploring Modern Vygotskian Perspectives International Workshop 2007, 1(1), 2007. Available at:http://ro.uow.edu.au/llrg/vol1/iss1/3

Vygotsky, L. (1962). Thought and Language. Cambridge, MA: Massachusetts Institute of Technology (E. Hanfmann and G. Vakar, Trans. Original work published in 1934).

 

Foto de Museos Científicos. Tomada de Flickr