El Constructivismo en la Enseñanza de Ciencias

En el ámbito educativo, rara vez nos detenemos a pensar profundamente en cómo aprenden realmente nuestros estudiantes. ¿Por qué no utilizamos este conocimiento como guía para nuestras prácticas docentes? Estas preguntas pueden parecer absurdas, pero piénsalo: ¿cuándo fue la última vez que discutiste con tus colegas sobre los procesos de aprendizaje de los alumnos? Observar el aprendizaje en el aula y entender cómo se manifiesta es fundamental.

Una forma poderosa de dar sentido a cómo aprenden los estudiantes, especialmente en ciencias, es a través del constructivismo. Este término se ha vuelto cada vez más frecuente en el discurso de los educadores científicos, sirviendo a menudo como base teórica para la investigación y la enseñanza. Muchos de los esfuerzos de reforma educativa actuales están asociados a esta noción. Pero, ¿qué es exactamente el constructivismo y cómo puede ser útil para el docente en ejercicio?

¿Qué es el Constructivismo en la Enseñanza de las Ciencias?

El constructivismo es, en esencia, una epistemología, es decir, una teoría del conocimiento que busca explicar cómo sabemos lo que sabemos. Desde una perspectiva constructivista aplicada a la educación, se considera que el conocimiento no existe de forma externa e independiente de la persona que aprende, esperando ser simplemente absorbido o descubierto. Por el contrario, el conocimiento se construye activamente por el individuo.

La única herramienta de la que dispone un conocedor son sus sentidos. Es a través de la vista, el oído, el tacto, el olfato y el gusto que un individuo interactúa con su entorno. Con los mensajes provenientes de los sentidos, el individuo construye una imagen del mundo. Por lo tanto, el constructivismo afirma que el conocimiento reside en los individuos; no puede ser transferido intacto de la cabeza de un maestro a la cabeza de los estudiantes. El estudiante intenta dar sentido a lo que se le enseña tratando de encajarlo con su propia experiencia.

Contrastando Enfoques: Constructivismo vs. Objetivismo

La epistemología dominante en la mayoría de los entornos educativos tradicionales es similar al objetivismo. Esta visión concibe el conocimiento como algo que existe fuera de los seres pensantes, separado del conocer y de los conocedores. El conocimiento está «ahí fuera», residiendo en libros, leyes, teorías, independiente de un ser pensante. La ciencia, bajo esta óptica, se conceptualiza como una búsqueda de verdades, un medio para descubrir teorías, leyes y principios asociados a una realidad objetiva.

La objetividad es un componente importante en esta búsqueda; se anima a los estudiantes a ver objetos, eventos y fenómenos con una mente objetiva, que se asume separada de procesos cognitivos como la imaginación, la intuición, los sentimientos, los valores y las creencias. Como resultado, los maestros implementan un currículo para asegurar que los estudiantes «cubran» el contenido científico relevante y tengan la oportunidad de aprender verdades, generalmente documentadas en voluminosos libros de texto.

En contraste, el constructivismo postula que el conocimiento es una construcción personal, una forma de entender cómo funciona el mundo que es viable en el sentido de que permite al individuo perseguir objetivos particulares. Desde esta perspectiva, la ciencia no es la búsqueda de la verdad absoluta, sino un proceso que nos ayuda a dar sentido a nuestro mundo. Enseñar ciencia desde un enfoque constructivista se asemeja más a la ciencia que hacen los científicos: es un proceso activo, social y de construcción de sentido a partir de experiencias, en oposición a lo que a menudo llamamos «ciencia escolar».

El Proceso de Construcción del Conocimiento

Según el constructivismo, aprender implica que las concepciones existentes de una persona sobre el mundo deben ser inviables o poco fiables en algún aspecto. Cuando las concepciones de uno sobre el mundo son inviables, uno intenta dar sentido a la nueva situación basándose en lo que ya sabe (es decir, se utiliza el conocimiento previo para dar sentido a los datos percibidos por los sentidos). Este proceso de adaptación y ajuste del conocimiento existente es el núcleo del aprendizaje constructivista.

Incluso el lenguaje se entiende de manera diferente. Las palabras no son contenedores cuyo significado reside en la palabra misma; su significado se basa en las construcciones individuales. Nos comunicamos porque los significados individuales de las palabras solo tienen que ser compatibles con los significados dados por otros. Si surgiera una situación en la que tu significado de una palabra ya no fuera suficiente, podrías cambiar su significado, adaptando tu construcción.

La Crucial Importancia de la Interacción Social y la Negociación

Las otras personas son tan importantes para los constructivistas que el aprendizaje cooperativo es una estrategia de enseñanza fundamental. Una estrategia de aprendizaje cooperativo permite a los individuos probar la pertinencia de su mundo experiencial con una comunidad de otros. Los demás ayudan a limitar nuestro pensamiento. Las interacciones con otros causan perturbaciones cognitivas (desequilibrios o conflictos) y, al resolver estas perturbaciones, los individuos realizan adaptaciones para que su nueva comprensión se ajuste a su mundo experiencial.

La experiencia implica una interacción del individuo con eventos, objetos o fenómenos; una interacción de los sentidos con las cosas, una construcción personal que se ajusta a parte de la realidad externa, pero no proporciona una correspondencia perfecta. Los sentidos no son conductos hacia el mundo externo a través de los cuales se transmiten verdades al cuerpo. La objetividad total no es posible para los seres pensantes.

Por lo tanto, una parte importante de un currículo orientado constructivistamente debe ser la negociación del significado. Se debe dar a los estudiantes oportunidades para dar sentido a lo aprendido mediante la negociación: comparar lo que se sabe con nuevas experiencias, y resolver las discrepancias entre lo que se sabe y lo que parece implicar la nueva experiencia. La resolución de discrepancias permite a un individuo alcanzar un equilibrio en el sentido de que no debería quedar curiosidad pendiente respecto a una experiencia en relación con lo que se sabe.

La negociación también puede ocurrir entre individuos en un aula. El proceso implica discusión y escucha atenta, dar sentido a los puntos de vista de los compañeros. Cuando una persona comprende cómo un compañero está dando sentido a un punto de vista, es posible discutir similitudes y diferencias entre las teorías dentro de un grupo. Justificar una posición sobre otra y seleccionar aquellas teorías que son viables puede llevar a consensos que son comprendidos por los miembros del grupo.

Las Concepciones Previas de los Estudiantes

La investigación ha demostrado que el conocimiento previo de los niños sobre los fenómenos científicos a menudo difiere de la interpretación que ellos construyen. Los niños construyen significados que se ajustan a su experiencia y expectativas. Esto puede llevar a que a menudo construyan significados diferentes de lo que el maestro pretendía. Los maestros que conciben la enseñanza desde una perspectiva objetivista a veces no reconocen que los estudiantes resuelven este conflicto cognitivo separando la «ciencia escolar» de sus propias experiencias de vida. En otras palabras, los estudiantes distinguen entre explicaciones científicas y sus explicaciones del «mundo real» (un ejemplo común es la creencia de que se necesitan fuerzas para mantener una bola en movimiento, en contraste con la explicación de Newton).

Las concepciones de los niños son sus construcciones de la realidad, construcciones que son viables en el sentido de que permiten al niño dar sentido a su entorno. Al utilizar una epistemología constructivista como referente, los maestros pueden volverse más sensibles al conocimiento previo de los niños y a los procesos mediante los cuales dan sentido a los fenómenos.

Ejemplos en el Aula: Dos Enfoques Contrastantes

La práctica de dos maestros puede ilustrar mejor cómo la enseñanza puede ser influenciada por una perspectiva constructivista u objetivista. Consideremos a Bob y John, ambos enseñando el concepto de fricción.

Para Bob, la ciencia era un cuerpo de conocimiento que debía ser aprendido. Su trabajo era «dar» lo que él (y el libro de texto) sabían sobre ciencia a sus estudiantes. El ambiente de aprendizaje que Bob mantenía en su aula facilitaba esta transferencia de conocimiento: los pupitres estaban ordenados en filas mirando hacia Bob y la pizarra. Se daban conferencias y tareas del texto. Bob intentaba mantener a los estudiantes callados y trabajando durante toda la clase para asegurar que todos pudieran «absorber» el conocimiento científico eficientemente. Una consecuencia de la noción de Bob sobre la enseñanza y el aprendizaje era su creencia de que tenía tanto material que cubrir que no tenía tiempo para actividades de laboratorio.

Veamos un ejemplo típico del estilo de enseñanza de Bob. Sus estudiantes de sexto grado debían completar una hoja de trabajo que «cubría» el concepto de fricción. Después de que los estudiantes completaban la hoja, Bob revisaba las respuestas para que pudieran tener las respuestas correctas para el examen más adelante en la semana. Desde una perspectiva constructivista, ¿qué oportunidades tuvieron los estudiantes de Bob para relacionar el concepto de fricción con sus propias experiencias? ¿Hubo oportunidades en el plan de lección de Bob para negociar significados y construir un consenso de comprensión? Bob dedicó una clase a cubrir el concepto de fricción; ¿es ese tiempo suficiente para que los estudiantes aprendan un concepto con comprensión profunda?

Por otro lado, John entendía la enseñanza y el aprendizaje desde una perspectiva constructivista. Las clases de John estaban centradas en el estudiante y basadas en actividades. Típicamente, en sus clases de secundaria, John introducía a los estudiantes a diferentes temas científicos con conferencias cortas, lecturas de libros de texto y laboratorios de confirmación. Después de la introducción, John preguntaba a los estudiantes qué les interesaba sobre el tema y los animaba a investigar y probar esas ideas. Los estudiantes generalmente se dividían en grupos y luego realizaban investigación bibliográfica, formulaban preguntas/problemas y procedimientos para probarlos. En otras palabras, los estudiantes actuaban como científicos en el aula.

Al igual que Bob, John había enseñado previamente una clase de sexto grado y también enseñó a los estudiantes sobre la fricción. En las lecciones de John se incluían actividades para «involucrar a los estudiantes». Los estudiantes se frotaban las manos con y sin lubricante para que pudieran ver el propósito del aceite de motor en los motores. Realizaron experimentos con ladrillos para aprender sobre diferentes tipos de fricción, e incluso vieron Los Picapiedra en clase para señalar la fricción y lo que realmente sucedería (es decir, Pedro se quemaría los pies al detener el coche, etc.). John dedicó dos semanas a enseñar su unidad sobre fricción. ¿Se les dieron a los estudiantes de John oportunidades para dar sentido al concepto de fricción? ¿Pudieron usar experiencias personales? ¿Los estudiantes de quién crees que tuvieron una comprensión más profunda de la fricción?

Aplicaciones Prácticas del Enfoque Constructivista

El enfoque constructivista se traduce en diversas estrategias y actividades en el aula que fomentan la participación activa del estudiante y la construcción personal y social del conocimiento. Aquí presentamos algunos ejemplos:

Ejemplos Concretos de Actividades Constructivistas

Existen numerosos ejemplos de aplicación del aprendizaje constructivista en el aula de ciencias:

• Foros de Debate: Se propone un tema científico a partir de preguntas abiertas. Los estudiantes investigan por sí mismos, aportan sus ideas y defienden sus puntos de vista. El docente cuestiona sus ideas, su fundamento y su origen, y plantea nuevas preguntas, fomentando la reflexión y la negociación del significado.
• Artículos Técnicos para Revistas Profesionales: Un grupo de alumnos investiga una temática técnica en profundidad y elabora un artículo. Esto requiere colaboración entre ellos, investigación autónoma y posiblemente interacción con expertos, simulando la producción de conocimiento en una comunidad científica.
• Mapas Mentales en Línea: Permiten a los estudiantes representar ideas y conectar conceptos nuevos con los que ya poseen de manera visual. Pueden crearse individualmente o de forma colaborativa en línea, promoviendo la organización del pensamiento y la co-construcción del conocimiento.
• Aprendizaje Autodidacta (Guiado): Se anima a los estudiantes a explorar temas científicos que les interesen particularmente. Al indagar por sí mismos, se cuestionan constantemente la información, integran conocimientos y desarrollan habilidades de investigación y pensamiento crítico.

La Transición y los Desafíos

Nuestra investigación indica que a medida que los maestros transitan de pensamientos y comportamientos orientados objetivistamente a constructivistamente, sus prácticas en el aula cambian radicalmente. Muchas prácticas tradicionales dejan de tener sentido. Específicamente, los maestros reconocen que el aprendizaje y la construcción de sentido recaen en última instancia en los aprendices individuales.

Los aprendices necesitan tiempo para experimentar, reflexionar sobre sus experiencias en relación con lo que ya saben y resolver los problemas que surgen. En consecuencia, necesitan tiempo para clarificar, elaborar, describir, comparar, negociar y llegar a un consenso sobre lo que significan para ellos experiencias específicas. Este proceso de aprendizaje debe ocurrir dentro de cada individuo; sin embargo, las voces internas de las personas pueden ser complementadas con la discusión con otros.

Establecer y mantener un entorno de aprendizaje propicio para la construcción de conocimiento es una prioridad, pero no es fácil. Para empezar, las prácticas de enseñanza tradicionales a veces son difíciles de abandonar. Los maestros pueden comenzar una lección con buenas intenciones solo para darse cuenta de que olvidan seguir su nuevo plan. El cambio sostenido puede llevar mucho tiempo.

Además, los estudiantes también pueden tener dificultades para adaptarse a un entorno en el que se les da la responsabilidad de dar sentido a la ciencia. Ellos también han experimentado prácticas tradicionales en las que se les ha «alimentado a la fuerza» con información factual para ser memorizada. Muchos estudiantes esperan ser controlados y «llenados» de conocimiento. Creen que los maestros son los expertos cuyo papel es transferir el conocimiento a los estudiantes, como se llena una botella con líquido. Si los maestros no cumplen sus roles tradicionales, los estudiantes pueden sentirse confundidos y tener dificultades para participar como se pretende. Así como los maestros tienen que aprender a enseñar desde un punto de vista constructivista, también los estudiantes deben aprender a aprender. Educar a los estudiantes para que sean aprendices efectivos es una prioridad importante al establecer entornos propicios para un aprendizaje efectivo de la ciencia.

Reflexión para el Docente

Reflexiona sobre tu enseñanza de ciencias. ¿Has proporcionado a los estudiantes nuevo conocimiento para ser memorizado y repetido en un examen sin darles la oportunidad de darle sentido? ¿O les has proporcionado la oportunidad de usar su conocimiento previo y sus sentidos para establecer conexiones con los nuevos conceptos que has introducido?

Si, como en tantas aulas de ciencias tradicionales, las prácticas en tu aula se basan en el objetivismo, podrías considerar el desafío de implementar cambios que se ajusten al constructivismo. Si deseas cambiar tus prácticas de enseñanza (en cualquier grado), quizás al reflexionar sobre tu práctica desde un punto de vista constructivista, puedas comenzar a construir una nueva visión de tu aula.

Preguntas Frecuentes sobre el Constructivismo en Educación Científica

¿El constructivismo implica que no hay verdades objetivas en la ciencia?

Desde la perspectiva de la enseñanza constructivista, la ciencia se ve más como un proceso de construcción de modelos y explicaciones viables para dar sentido al mundo, en lugar de una simple acumulación de verdades absolutas. Si bien existen consensos y teorías científicas robustas, el enfoque se centra en cómo el estudiante llega a comprender y utilizar estas ideas, reconociendo que su comprensión es una construcción personal y social.

¿Es el constructivismo lo mismo que dejar que los estudiantes hagan lo que quieran?

No, el constructivismo no es sinónimo de anarquía en el aula. Requiere una facilitación cuidadosa por parte del maestro. El docente diseña experiencias ricas, plantea preguntas desafiantes, fomenta la interacción y guía a los estudiantes en el proceso de construcción y negociación del significado. La estructura y el propósito son fundamentales, aunque la ruta de aprendizaje sea más flexible y centrada en el estudiante.

¿Cómo evalúo el aprendizaje en un aula constructivista?

La evaluación se centra en la comprensión profunda y la capacidad del estudiante para aplicar conceptos, explicar su razonamiento y resolver problemas, en lugar de la simple memorización de hechos. Se utilizan métodos como la observación del estudiante en acción, análisis de proyectos, mapas conceptuales, diarios de aprendizaje, debates y evaluaciones basadas en el rendimiento, que permiten ver el proceso de construcción del conocimiento.

¿Se puede aplicar el constructivismo a todos los temas de ciencias?

Sí, los principios constructivistas pueden aplicarse a la enseñanza de cualquier tema científico. La clave está en diseñar actividades que permitan a los estudiantes interactuar activamente con el contenido, conectar con su conocimiento previo, experimentar, cuestionar y negociar significados, independientemente del área específica de la ciencia.

¿Qué papel juega el conocimiento previo de los estudiantes?

El conocimiento previo es el punto de partida fundamental para la construcción de nuevo conocimiento. Los constructivistas reconocen que los estudiantes no llegan con mentes vacías. Sus ideas previas, a menudo basadas en experiencias cotidianas, influyen poderosamente en cómo interpretan la nueva información. Identificar y trabajar con estas concepciones previas es esencial para facilitar un aprendizaje significativo y evitar malentendidos.

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