PROYECTO DE INVESTIGACIÓN EDUCATIVA MEMORIA FINAL

EL APRENDIZAJE POR ANALOGÍA COMO MÉTODO INNOVADOR PARA LA ADQUISICIÓN DE NUEVOS CONOCIMIENTOS.

APLICACIONES EN LA MATERIA DE FÍSICA

Coordinador: Jacinto Ceacero Cubillo I.E.S. San Juan de la Cruz. Úbeda. Jaen

Referencia del proyecto: 20/99

Proyecto subvencionado por la Consejería de Educación y Ciencia de la Junta de Andalucía.

(Orden de 22-03-1999; Resolución de 04-09-1999)

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MEMORIA FINAL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN EDUCATIVA

(Ref.ª: 20/99. Orden de 22 de Marzo de 1.999. B.O.J.A. nº 48 de 24 de Abril

EL APRENDIZAJE POR ANALOGÍA COMO

MÉTODO INNOVADOR PARA LA ADQUISICIÓN

DE NUEVOS CONOCIMIENTOS.

APLICACIONES A LA MATERIA DE FÍSICA.

Octubre de 2.001

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ÍNDICE

1. PRESENTACIÓN 2. INTRODUCCIÓN 3. OBJETIVOS GENERALES DE LA INVESTIGACIÓN 4. BASES TEÓRICO - EXPERIMENTALES DE LA

INVESTIGACIÓN 4.1. Futura línea de investigación: Analogías de la vida

cotidiana 5. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN.

5.1. Formulación de hipótesis 5.2. Objetivos específicos

6. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

6.1. Metodología del estudio piloto 6.1.1. Objetivos e hipótesis 6.1.2. Sujetos 6.1.3. Materiales 6.1.4. Procedimiento 6.1.5. Resultados 6.1.6. Discusión de los resultados

6.2. Metodología del Primer Estudio Experimental

6.2.1. Objetivos e hipótesis 6.2.2. Sujetos 6.2.3. Materiales 6.2.4. Procedimiento

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6.2.5. Resultados 6.2.6. Discusión de los resultados

6.3. Metodología del Segundo Estudio Experimental

6.3.1. Objetivos e hipótesis 6.3.2. Sujetos 6.3.3. Materiales 6.3.4. Procedimiento 6.3.5. Resultados 6.3.6. Discusión de los resultados

7. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES GENERALES 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 9. ANEXOS.

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1. PRESENTACIÓN.

La presente Memoria Final constituye el balance del trabajo desarrollado durante los cursos escolares 1999/2000 y 2000/2001 con motivo de la aplicación del Proyecto de Investigación Educativa "El Aprendizaje por analogía como método innovador para la adquisición de nuevos conocimientos. Aplicaciones a la materia de Física", teniendo como punto de vista una perspectiva que conjuga la investigación básica y la aplicada. De este modo, consideramos muy interesante el hecho de constituir un grupo de investigación internivelar e intercentros constituido por una profesora universitaria de la Facultad de Psicología, un profesor de educación secundaria con la especialidad de Psicología y un profesor de educación secundaria con la especialidad de Física, que resulta especialmente enriquecedor y beneficioso ya que el trabajo en equipo imprescindible para la realización de este proyecto permite la convergencia de los intereses disciplinares de la investigación básica y aplicada.

Como indicábamos en la presentación del Proyecto, el análisis del proceso de inferencia analógica para la adquisición de nuevos conocimientos ha sido una temática sobre la que este equipo de investigación viene trabajando desde el curso 1994/1995 (González Labra, Ceacero y Arnau, 1997) habiendo contando con la colaboración del Centro de Investigación y Documentación Educativa (CIDE).

Concluido el trabajo actual, entendemos que se ha consolidado esta línea de investigación, habiéndose clarificado algunos de los interrogantes planteados con respecto a la bondad de la inferencia analógica como proceso útil para la adquisición de nuevos conocimientos y permitiéndonos plantear otros nuevos retos.

Esta Memoria Final abarca todo el Planteamiento General del proceso de investigación llevada a cabo, los Objetivos previstos, las Bases Teórico - Prácticas de la investigación, las Actividades realizadas, los instrumentos elaborados y/o aplicados, los aspectos metodológicos, los datos experimentales logrados, una valoración de estos resultados experimentales y las pautas para el futuro, así como las referencias de la revisión bibliográfica efectuada.

2. INTRODUCCIÓN. El Proyecto se plantea como consecuencia de la necesidad que el profesorado sigue

teniendo por contrastar resultados y experiencias concretas sobre nuevos enfoques metodológicos y disponer de materiales didácticos que aborden directamente la adquisición de nuevos conocimientos basándose en los conocimientos previos del alumnado y que planteen, al mismo tiempo, el posible cambio conceptual de aquellas ideas previas que presenta el alumnado y que pudieran ser erróneas. Este Proyecto se centra en el estudio de la analogía como método innovador para la enseñanza de nuevos conocimientos, concretamente en la materia de Física de la Educación Secundaria Obligatoria pero cuya metodología y principios estructurales son lo suficientemente generales como para trasladarse a otros dominios de contenido. La investigación ha perseguido la identificación y contrastación experimental de una serie de analogías para la impartición de la materia de Física que puedan contribuir al diseño de futuros materiales curriculares capaces de mejorar la calidad de enseñanza dentro del modelo teórico y didáctico planteado en el Nuevo Sistema Educativo. Los resultados de esta investigación han proporcionado una herramienta de trabajo adecuada constituida por (1) unidades didácticas para sustentar la enseñanza de esta materia, (2) la

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planificación y control de la impartición de nuevos conocimientos, (3) un conjunto de analogías efectivas en el aprendizaje de conocimientos, (4) un conjunto de pruebas de evaluación de los conocimientos adquiridos tanto de comprensión como de aplicación de estos conocimientos sobre problemas novedosos, y (5) los principios estructurales generales para la utilización de este método en otras áreas de conocimiento.

Con este método no sólo se contribuye a la mejora del aprendizaje por medio de una práctica educativa constructivista en la que se aprovechan los conocimientos previos para enseñar, consolidad, relacionar y organizar los conocimientos nuevos, sino que además se fomenta la aplicación de un proceso de pensamiento eficaz para la transferencia de conocimientos aprendidos a nuevas situaciones de aprendizaje o solución de problemas en general, así como la utilización de la analogía como mecanismo capaz de contribuir al cambio conceptual erróneo que pudiera tener ya adquirido el alumnado. La propuesta de la utilización de analogías como método constructivo para el aprendizaje se fundamenta en que el razonamiento analógico es uno de los principales procesos cognitivos implicados en la adquisición de nuevos conocimientos. La analogía es un proceso que nos permite enfrentarnos a una nueva situación basándonos en el conocimiento que tenemos sobre situaciones anteriores similares, aunque distintas en muchos aspectos. La efectividad de este proceso consiste en que aprovecha la información sobre un ámbito conocido que sea análogo y, por tanto, la base sobre la que se van a formular nuevas relaciones sobre ámbitos de conocimientos nuevos. De esta forma la analogía ofrece la posibilidad de construir una práctica educativa en la que los nuevos conocimientos se consolidan sobre la base de los conocimientos anteriores, permitiendo, a la vez, fomentar la búsqueda y el descubrimiento de nuevas relaciones entre distintos dominios de contenido. En el plano terminológico, uno de los dos dominios de conocimiento se conoce como fuente o vehículo (conocimiento previo), y al otro como meta, tenor o tópico (conocimiento nuevo). La correspondencia que se establece entre ambos recibe el nombre de extrapolación, y es éste el proceso que permite importar el conocimiento del dominio fuente al dominio meta. A este proceso se le conoce como inferencia analógica, y suele ayudarse de la expresión "A es como B". Por ejemplo, cuando decimos que una batería eléctrica es como un embalse, suponemos que el alumnado utiliza su conocimiento sobre los embalses para interpretar la analogía. En este caso concreto, la esencia de la analogía entre las baterías y los embalses es que ambos conceptos conllevan el almacenamiento de una energía potencial, y que esta energía pone en funcionamiento a otros sistemas. De esta forma, el razonamiento analógico nos permite explicar un concepto nuevo, el de la batería eléctrica, haciendo uso del conocimiento que tenemos sobre otro concepto, el embalse, independientemente de las diferencias entre ambos, por ejemplo, diferencias de tamaño, forma, color y sustancia. En definitiva, el razonamiento por analogía podemos considerarlo como un proceso de aprendizaje constructivo y dinámico para la adquisición de nuevos conocimientos, para favorecer el cambio conceptual y para la solución de nuevos problemas, que ayuda a crear un puente conceptual entre dominios de conocimiento no relacionados y fomenta tanto la comprensión como el pensamiento inferencial. La actualidad de este método se encuentra en las propias bases del nuevo diseño curricular del Sistema Educativo. En el aprendizaje significativo los nuevos conocimientos se consolidan sobre la base de conocimientos ya asimilados. Este planteamiento conduce a un modelo didáctico en el que es necesaria la elaboración de una metodología innovadora que aproveche de forma efectiva los conocimientos previos del alumnado para impartir los nuevos y no basarlos en la mera transmisión verbal y literal. Contrastada la importancia de la temática, mediante este proyecto hemos pretendido (1) presentar el importante campo de aplicación de la analogía como proceso útil en el aprendizaje de

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nuevos conceptos y cambio conceptual del alumnado, (2) valorar los planteamientos teóricos y experimentales existentes sobre la temática, (3) abordar los riesgos del uso de la analogía en la educación, analizando los procesos de transferencia positiva y negativa, (4) identificar los principales factores que presentan efectos significativos sobre la transferencia analógica, (5) apuntar posibles líneas de investigación futuras que tengan como referente la aplicación práctica a la labor educativa diaria, por ejemplo, los posibles efectos de la analogía en el cambio conceptual del alumnado o el diseño de un método de mejora de las habilidades cognitivas del alumnado basado en el manejo de analogías de la vida cotidiana.

3. OBJETIVOS GENERALES DE LA INVESTIGACIÓN Si completamos los fines que acabamos de indicar, los objetivos básicos de esta investigación están referidos a (1) demostrar empíricamente el poder de la analogía como un método innovador para el aprendizaje y la enseñanza de nuevos conocimientos de cualquier dominio de contenidos y (2) el diseño, elaboración y evaluación de un material curricular dinámico para la materia de Física de la Educación Secundaria Obligatoria, basado en la utilización de analogías que faciliten la adquisición de nuevos conocimientos de una manera constructiva y significativa frente a un aprendizaje basado en aspectos literales o memorísticos y que al mismo tiempo incidan en la reorganización y cambio de la estructura conceptual previa del alumnado. El logro de este objetivo principal, implica la consecución de los siguientes subobjetivos: 3.1. Material sobre el Conocimiento Base: Descripción y análisis del conocimiento previo sobre el que se sustenta la adquisición de nuevos conocimientos y sobre el que se va a basar la generación de las analogías. Con ello damos respuesta a las siguientes preguntas: ¿qué es lo que comprende el alumnado sobre el conocimiento fuente? ¿cuáles son los aspectos del conocimiento fuente a los que se les presta atención? Estas cuestiones son fundamentales para el reconocimiento y aplicación de la analogía. 3.2. Material sobre el Conocimiento Nuevo: Descripción, análisis, planificación, control y elaboración de pruebas de evaluación del conocimiento nuevo a impartir. Con este punto se pretende identificar y analizar el conocimiento fundamental necesario para la enseñanza de la materia de Física definiendo sus objetivos dentro y fuera del aula. La planificación y el control persiguen la adecuada secuencialización de estos conocimientos en conjunción con el bagaje de conocimientos previos y el conjunto de conocimiento base mínimo para el aprendizaje y asimilación del resto del contenido de la materia. Un trabajo básico será la detección de posibles ideas previas (preconceptos) erróneas o precientíficas que pudiera poseer el alumnado sobre el conocimiento nuevo a aprender. 3.3. Material sobre Analogías: Análisis y diseño de analogías efectivas para el aprendizaje de nuevos conocimientos en la materia de Física. Este material se estructura en función del contenido temático, el nivel de dificultad y la efectividad para la comprensión, la transferencia y la aplicación de los nuevos conocimientos. También cabe encontrar repercusiones importantes en la reorganización de los conocimientos previos sobre los que se sustentan las analogías. En este punto se pretende dar respuesta a las siguientes preguntas: ¿en función de qué variables se reconoce la semejanza parcial entre ambas fuentes de conocimiento? ¿cuáles son las mejores relaciones para generar una

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analogía? ¿en qué medida se relacionan los distintos grados de efectividad de una analogía con el grado de dificultad? ¿qué relación se establece entre el grado de eficacia de diferentes analogías según su nivel de semejanza compartida?. 3.4. Material de Evaluación Diseño de las pruebas de evaluación sobre el conocimiento adquirido y su aplicación a tareas de solución de problemas novedosos. Aquí se intenta responder a las siguientes interrogantes: ¿cuáles son los resultados de la utilización de analogías como mecanismo de aprendizaje sobre el rendimiento académico? ¿existen diferencias significativas entre las distintas pruebas de evaluación de estos resultados?

4. BASES TEÓRICO-EXPERIMENTALES DE LA INVESTIGACIÓN Las bases o fuentes psicológicas del nuevo curriculum que se plantea con motivo de la implantación del sistema educativo diseñado por la Ley Orgánica General del Sistema Educativo (LOGSE), y concretamente, el curriculum de la etapa más innovadora como es la Educación Secundaria Obligatoria (E.S.O.), afectan a todos los elementos básicos del mismo entre los que se encuentran la selección de objetivos y contenidos, la secuenciación del proceso de aprendizaje con objeto de que éste se produzca de una manera significativa, la decisiones metodológicas adoptadas, así como el sistema de evaluación utilizado. Pero, al mismo tiempo, también debemos reconocer que no se dispone de una única teoría psicológica de la enseñanza sino que existen un conjunto de datos y teorías parciales, con lo que se corre el riesgo de seguir asumiendo planteamientos educativos contradictorios (Coll, 1987). En todo caso, sí podemos resaltar aquellas teorías y principios generales que son aceptados mayoritariamente como constituyentes de esas bases psicológicas de la LOGSE. En este sentido, podemos destacar la Teoría Genética de Piaget y colaboradores de la Escuela de Ginebra (Piaget e Inhelder, 1969) en relación a sus formulaciones sobre el desarrollo operatorio de los sujetos al considerarlo como determinante para el crecimiento personal dado que cada estadio operatorio se traduce en unas determinadas posibilidades de razonar y aprender. La Teoría de la Actividad y Mediación Psicológica (Vygotsky, 1977; 1979), Teoría del Aprendizaje y Desarrollo Cognitivo (Bruner, 1966), cuando plantean aspectos relativos al aprendizaje, desarrollo y relaciones interpersonales y la Psicológ¡ca Cultural (Cole, 1981) en la que se relaciona de forma integrada el desarrollo, aprendizaje, cultura y educación. Concretamente, debemos destacar la formulación del concepto de Zona de Desarrollo Próximo como la distancia entre el nivel de desarrollo efectivo del sujeto (lo que es capaz de hacer sólo) y su nivel de desarrollo potencial (lo que puede hacer con ayuda) ya que, para Vygotsky (1977), la enseñanza eficaz es aquella que parte del nivel de desarrollo actual para hacerlo progresar hasta su zona de desarrollo próximo. Por otro lado, destacar la Teoría del Aprendizaje Verbal Significativo (Ausubel, 1977) en la que se consideran los conocimientos previos como condicionantes para el nuevo aprendizaje. En esta teoría, se plantea el aprendizaje significativo frente al aprendizaje repetitivo, memorístico o mecánico y, como indica Novak (1982), el factor clave para el aprendizaje es la cantidad, claridad o grado de organización de los conocimientos previos que ya tiene el sujeto, es decir, su estructura cognitiva previa. Como indica Ausubel, el auténtico aprendizaje es el significativo y se basa en la vinculación que los nuevos aprendizajes deben hacer con los conocimientos previos. Si el aprendizaje consiste en la mera memorización, no es necesario conexionarlo sobre sus conocimientos previos y no es preciso que se produzca su asimilación cognitiva, hechos que no pueden suceder cuando se trata de aprendizajes significativos.

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Centrándonos en un proceso de aprendizaje que sea significativo y funcional, debemos considerar los conocimientos previos como condicionantes para que se produzca dicho aprendizaje frente a lo que podríamos denominar aprendizaje repetitivo, memorístico o mecánico. El factor clave para el aprendizaje es la cantidad, claridad o grado de organización de los conocimientos previos que ya tiene el sujeto, es decir, su estructura cognitiva previa, estructura que debe ser vinculada con los nuevos aprendizajes. Si el aprendizaje consiste en la mera memorización, no es necesario conexionarlo sobre sus conocimientos previos y no es preciso que se produzca su asimilación cognitiva, hechos que no pueden suceder cuando se trata de aprendizajes significativos. Según la Teoría de los Esquemas de Anderson (1977) la estructura cognitiva se concibe como una serie de esquemas de conocimiento compuestos por un conjunto organizado de conocimientos y reglas almacenados en memoria y capaces de ser aplicados a otras situaciones. La modificación de los esquemas de conocimiento del alumnado es el objetivo de la educación y para ello plantea que el conocimiento previo es un factor decisivo en el aprendizaje de nuevos conceptos. Igualmente, para que el aprendizaje sea significativo se precisan dos condiciones. Por una parte, una actitud favorable por parte del sujeto a aprender significativamente, es decir, que esté motivado para relacionar lo que ya sabe con lo que va a aprender y, por otra parte, que el contenido nuevo posea significatividad lógica al no ser confuso y significatividad psicológica de manera que existan ya elementos relacionables previos en su estructura cognitiva. Si esto se logra, es decir, que el aprendizaje sea significativo al relacionarlo con sus conocimientos previos, estaremos garantizando la funcionalidad de dicho aprendizaje ya que se habrá integrado en la estructura cognitiva del sujeto y estará en disposición de ser usado y generalizado a situaciones nuevas y nuevos contenidos. El aprendizaje así considerado implica una actividad cognitiva del sujeto al exigirle conexionar las estructuras previas con las nuevas. Igualmente, este aprendizaje generará una memoria comprensiva y no mecánica, de manera que, la memoria no sólo sea el recuerdo de lo aprendido sino que constituya la base para iniciar la adquisición de nuevos aprendizajes (Norman, 1985; Chi, 1985). De esta misma manera, se está garantizando que el alumno logre aprendizajes significativos por si mismo, es decir, se desarrollen estrategias de aprender a aprender, con lo que cuanto mayor sea la funcionalidad del aprendizaje mayor ser el desarrollo de las estrategias de aprender a aprender. En definitiva, este planteamiento supone una interpretación constructivista e interaccionista del desarrollo y proceso de aprendizaje escolar en la que la actividad mental se convierte en la base del crecimiento personal así como una interpretación igualmente constructivista de la intervención pedagógica capaz de permitir la creación de nuevos esquemas de conocimiento. Esta fundamentación psicológica nos conduce a un modelo didáctico en el que se precisa una metodología innovadora no basada en la transmisión verbal literal de los nuevos conocimientos a aprender sino una metodología en la que se debe partir de las concepciones previas que el alumnado posee, es decir, partir de su base de conocimientos. Ante este planteamiento, la analogía puede considerarse como un instrumento especialmente útil como proceso de adquisición de nuevos conocimientos ya que, en esencia, la analogía implica la transferencia de conocimiento de un dominio familiar al sujeto a un dominio nuevo o menos conocido. La analogía puede ser ese instrumento metodológico que permita que el sujeto construya su propio conocimiento de un modo significativo. La revisión bibliográfica de esta temática (Ceacero y González Labra, 1998) nos indica un campo de aplicación de la analogía como proceso que favorece significativamente el aprendizaje, la enseñanza y adquisición de conocimientos nuevos e incluso como mecanismo que propicia el cambio de la estructura conceptual de los sujetos e incide sobre su desarrollo. En concreto, podemos destacar trabajos relevantes referidos a las aplicaciones de la analogía en el aprendizaje de la lectura (Goswami, 1986, 1988a), el desarrollo ortográfico (Goswami, 1988b), la adquisición

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del lenguaje y el desarrollo morfológico (MacWhinney, 1976), la comprensión lectora (Brown, Campione, Reeve, Ferrara y Palincsar, 1991; Vosniadou y Ortony, 1983), la enseñanza de la ciencia (Bean, Singer, y Cowan, 1985b: Simon, 1984); o la enseñanza de las matemáticas (Gholson, Eymar, Morgan y Kamhi, 1987). Estos estudios están aportándonos datos sobre aspectos dispares dentro de este campo de lo educativo e instruccional como, por ejemplo, las mejores condiciones en las que las analogías pueden convertirse en ayudas efectivas para que los sujetos construyan sus propias representaciones de los conceptos nuevos, o datos sobre otros aspectos más globales como el planteamiento de modelos de enseñanza basados en el uso de analogías científicas (Ahn, Brewer y Mooney, 1992; Antonietti y Sironi, 1993; Glynn, 1990; 1991; Newby y Ertmer, 1994; White Y Manning, 1994). En cualquier caso, nos encontramos ante un campo de investigación que sigue produciendo enormes frutos y que al estar en pleno desarrollo continúa en proceso de estructuración teórico-experimental. Comenzando por la clarificación de términos, el concepto de analogía en el ámbito de la ciencia o la tecnología -para Glynn, Britton, Semrud-Clikeman y Muth (1989), las analogías suelen ser sinónimas de las metáforas aunque en los libros de ciencia y de técnica se usan las analogías mientras que el término metáfora se usa en los textos de literatura-, es una correspondencia entre conceptos, principios, o fórmulas, que son desemejantes, a través de una extrapolación entre rasgos semejantes de esos conceptos, principios o fórmulas. Por ello, la analogía podemos considerarla como uno de los métodos fundamentales para el incremento de conocimiento como consecuencia de la transferencia resultante de ese proceso de extrapolación de la estructura relacional de un dominio conocido a otro fundamentalmente similar pero menos conocido. Dicho de otro modo, la analogía se crea cuando entre el dominio familiar o dominio fuente y el dominio objetivo se comparten una serie de rasgos comunes resultando, normalmente, que ambos dominios suelen pertenecer como subordinados a un principio o concepto superordinado. Para Halford (1993), los factores que facilitan la construcción y uso de las analogías son muy diversos. (1) En primer lugar, la semejanza compartida entre las analogías y los conceptos a aprender, aunque no es un factor esencial ya que se pueden obtener analogías muy válidas entre dominios diferentes, ciertamente, la semejanza del estímulo puede facilitar la recuperación y el darse cuenta de la analogía. (2) La presentación de varios análogos, lo que conduce a que la codificación y categorización pueden incrementar la probabilidad de darse cuenta de la analogía ya que la codificación preserva la información relacional esencial y omite los atributos específicos de los objetos. (3) La presencia de representaciones gráficas y pictóricas (Gick y Holyoak, 1983) combinadas con dos análogos son las que proporcionan los mejores descubrimientos de analogías. (4) El nivel de experiencia de los sujetos (Novick, 1988) facilita la resolución correcta de la analogía, siendo los expertos en un dominio más propensos que los novatos a mostrar transferencia positiva que negativa. En cualquier caso, será interesante distinguir entre los efectos provocados por la experiencia del sujeto entendida como nivel de conocimientos previos sobre el dominio objetivo (preconceptos o ideas previas) y el nivel de conocimiento base del sujeto sobre el dominio fuente, ya que ambos factores son dominantes en la actuación analógica correcta. Por otra parte, los sujetos novatos con poca experiencia científica son quienes más se benefician de la analogía mientras que a los sujetos expertos no les influye que la presentación de los conceptos sea literal o analógica. Sin embargo, lo que falla en los novatos, es su estructura representacional sobre la que ubicar los esquemas representacionales de las diferentes situaciones. Así, cuando las analogías que presentamos al alumnado son familiares y comprenden las relaciones que intervienen en ellas, logramos que su actuación analógica sea normal. Siguiendo a Spiro, Feltovich, Coulson y Anderson (1989) y Zook y Di Vesta (1991), los sujetos más novatos comenten errores como no usar la comparación analógica o transferir toda la información relevante

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e irrelevante. Lo que habría que hacer para beneficiar a estos sujetos sería incrementar su consciencia sobre las limitaciones superordinales que debe tener lugar en todo sistema analógico relacional, resultando preciso que el propósito instruccional de la analogía se le diga a los estudiantes, que lo entiendan para lo que, también, deberíamos evaluar los conocimientos previos de los estudiantes para determinar posibles fuentes de concepciones erróneas. Los estudiantes que son conscientes de la analogía generan menos inferencias inapropiadas mientras que los novatos que no muestran preferencia por una extrapolación sistemática de relaciones realizan más extrapolaciones inapropiadas. Los sujetos novatos sin ayuda ni guía, tienen dificultades para diferenciar con claridad entre la estructuralidad y la superficialidad de la analogía, son más sensibles a los rasgos superficiales salientes, se inclinaban por los atributos y relaciones no sistemáticas en la extrapolación. (5) Los fines del razonador, es decir, además de los factores abstractos y sintácticos de las analogías, también debemos considerar el factor pragmático y concreto aportado por el razonador en una situación específica; y finalmente, (6) La complejidad del estímulo, ya que, según podemos apreciar en los formatos clásicos de la analogía, se comprueba claramente la influencia del número de elementos diferentes que la componen y las transformaciones que experimentan estos elementos, en el sentido de que un mayor número de elementos y transformaciones incrementa el grado de dificultad de las analogías. También podemos hablar de dos papeles básicos y diferentes de la analogía en el ámbito de la educación: las analogías que tienen una función explicativa y las analogías que tienen una función creativa. Para Glynn, Britton, Semrud-Clikeman y Muth (1989) si nos preguntáramos ¿qué constituye una buena analogía? deberíamos responder matizando que depende del propósito para el que vaya a ser usada ya que en los libros de ciencias, las analogías pueden servir para un principio explicativo, en el sentido de permitir expresar en términos familiares los conceptos nuevos, o para un principio creativo, usado cuando sirven para estimular las soluciones a nuevos problemas, identificar nuevos problemas/conceptos o generar nuevas hipótesis. Comenzando por las analogías explicativas, podemos indicar que se trata de analogías instruccionales que suelen proporcionar los autores de los libros de texto aunque también pueden ser generadas por los propios alumnos si están entrenados para ello. Desde el propósito explicativo, el criterio que se usa para juzgar una analogía consiste en tratar de entender el papel que desempeñan sus rasgos más significativos. Siguiendo a Glynn y cols. (1989), si aplicamos su modelo ilustrativo de enseñanza por analogía, por ejemplo, a la analogía propuesta por Hewitt (1987) sobre la corriente de agua (dominio análogo) y la corriente eléctrica (dominio objetivo), los pasos a seguir para que se produzca un uso adecuado de la analogía deberían ser: (1) presentar los conceptos del dominio objetivo (voltaje, corriente, resistencia), (2) proponer que el lector recupere de su memoria datos sobre la corriente de agua, (3) identificar y extrapolar rasgos semejantes entre ambos dominios (el flujo de agua en la tubería como el flujo de carga en el alambre), (4) aportar diagramas que ayuden a los lectores en esta identificación y extrapolación, (5) la analogía también puede clarificar viejos errores conceptuales como que la resistencia del alambre depende de la conductibilidad del material, etc (cambio conceptual). (6) finalmente, indicar posibles elementos en los que la analogía puede fallar como, por ejemplo, señalando las diferencias existentes entre grifo y enchufe. Cuando no se utilizan todos estos pasos y se deja al lector que los genere por sí mismo es cuando existen posibilidades de que se puedan producir errores conceptuales de aprendizaje. Por otro lado, este modelo procedimental se puede convertir en una estrategia a usar por los estudiantes para que aprendan a generar sus propias analogías, relacionen conceptos que antes no relacionaban y logren una mayor comprensión y entendimiento del concepto objeto de aprendizaje. La otra función que cumplen las analogías en el ámbito del aprendizaje es la de encontrar o plantear problemas y generar hipótesis de sus soluciones y con ello enriquecer la creatividad. En palabras de Gentner y Gentner (1983) las analogías cumplen la función de ayudar al pensamiento

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científico, siendo una importante recurso de insight. Como consecuencia de este convencimiento, para la comprensión del significado de los conceptos vertidos en los libros de ciencia, deberían incorporarse rasgos que ayudaran a los lectores a relacionar los conceptos con otros conocidos previamente. En este sentido, uno de los medios principales para desarrollar esta labor podría ser la analogía, al tratarse, en esencia, de un instrumento capaz de relacionar los conocimientos previos de los lectores o estudiantes con los conceptos del libro de texto. Los libros deben proporcionar analogías y los estudiantes deben aprender y ser entrenados en generar sus propias analogías para así conseguir un aprendizaje autónomo, comprensivo, fundamentado en el desarrollo de las habilidades de aprender a aprender. . Glynn y cols. (1989) idearon un modelo, que si es entrenado contribuye al uso de analogías de forma creativa. Este modelo se compone de tres operaciones con dos suboperaciones. En el ejemplo de la analogía hidráulica del circuito eléctrico, los pasos serían: (1) Estado del problema, operación compuesta de (1.1.) representación del problema mediante diagramas, proposiciones, figuras geométricas, ejemplos, casos, etc. (1.2.) identificación de rasgos importantes como relaciones entre los conceptos centrales, energía potencial, voltaje; (2) Recuperar el análogo, mediante (2.1.) búsqueda del análogo con rasgos semejantes y (2.2) selección del análogo para ser evaluado ; y (3) Solucionar el problema, a través de (3.1) extrapolar la solución y (3.2.) verificar la solución. Cada una de estas operaciones y suboperaciones están asociadas a un posible error que puede conducir a una solución incorrecta. Por ejemplo, los sujetos pueden llevar a cabo representaciones mentales del problemas equivocadas, pueden olvidar algún rasgo relevante, podrían no encontrar análogos por pertenecer a dominios desconocidos para el sujeto, podrían haber seleccionado un análogo pobre o errar en la extrapolación de los rasgos relevantes o simplemente fracasar en la verificación de la solución. El entrenamiento y las ayudas serán las claves para evitar tales errores. Según Halford (1993) las ventajas que presenta el uso de las analogías para ayudar en el aprendizaje de los sujetos son: (1) reducen la cantidad del esfuerzo para aprender al servir como ayuda de la memoria; (2). las analogías son un medio para verificar la veracidad de lo aprendido; (3). pueden incrementar la flexibilidad del pensamiento; (4) pueden facilitar la recuperación de información de la memoria; (5) pueden mediar la transferencia entre las situaciones y las tareas; (6) pueden indirectamente, y de forma paradójica, facilitar la transición de niveles altos de abstracción. A pesar de los datos experimentales a favor del uso de la analogía en educación, sin embargo, está planteada aún una polémica sobre la utilidad de la analogía como mecanismo eficaz para el aprendizaje ya que la investigación sobre el tipo de inferencias que se producen ofrece también otros resultados experimentales en los que la analogía conduce a errores de aprendizaje. Así, frente a este punto de vista defensor del uso de las analogías en la educación, otros autores como Weil-Barais (1993) ha identificado el razonamiento analógico como un obstáculo más que como un factor que facilite la adquisición de conocimiento nuevo, interpretando la analogía también como una posible arma de doble filo, puesto que la correspondencia de rasgos entre las situaciones análogas nunca es idéntica y se puede producir una mala interpretación que conduzca a los sujetos a un proceso de transferencia negativa. Efectivamente, la polémica se ocasiona como consecuencia de que no todo son ventajas en la utilización de la analogía como mecanismo de aprendizaje, ya que muchas veces la expresión compacta de la analogía introduce la posibilidad de una interpretación ambigua, especialmente cuando se dirige hacia una audiencia heterogénea, capaz de generar situaciones de transferencia negativa dado que existen varias formas de interpretar la analogía, con lo que su utilización podría introducir también la posibilidad de transmitir conceptos erróneos.

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. Para Halford (1993), las desventajas del uso de las analogías podemos concretarlas en: (1) la extrapolación estructural implica una carga en el sistema de procesamiento lo que puede significar un aumento de la dificultad de entendimiento del nuevo concepto; (2) una analogía pobre puede generar información incorrecta; (3) si la analogía no es integrada completamente, si no es perfectamente extrapolada al material que debe ser aprendido o recordado, esto puede incrementar la carga en memoria y entorpecer el aprendizaje. A la vista de estas dos posturas antagónicas sobre la utilidad o no de las analogías en educación, existen otros autores que pretende saldar la polémica argumentando que no se trata de dejar de usar las analogías sino de advertir sobre sus peligros (Rogers, 1960; Miller, Dillon y Smith, 1980). Nosotros nos posicionamos en este punto de vista más integrador, pareciéndonos interesante resaltar aquellos trabajos que pretenden matizar los beneficios o inconvenientes del uso de las analogías en educación, entendiendo que el uso de la analogía puede resultar beneficioso aunque no en todos los casos y sí bajo determinadas condiciones. Lo importante será, por tanto, determinar qué condiciones son las que favorecen su uso. Por otro lado, Donnelly y McDaniel (1993) evaluaron el aprendizaje del alumnado a dos niveles, el aprendizaje literal basado en los rasgos básicos o superficiales de un concepto frente al aprendizaje de inferencias sobre ese concepto. Sus datos experimentales mostraron que los sujetos que aprendían de forma literal, sin analogías, respondía de forma más consistente y exacta las preguntas de nivel básico mientras que los sujetos que aprendían mediante analogías, respondían más exactamente a preguntas inferenciales, por lo que concluyen que la analogía pedagógica podía incrementar la habilidad para construir inferencias sobre las relaciones del concepto a aprender o problema objetivo, podía estimular la abstracción y el pensamiento inferencial de conceptos científicos, En general, parece estar demostrado que el aprendizaje por analogía y el aprendizaje literal producen efectos y resultados distintos en el sentido de que el beneficio de usar analogías depende del tipo de conocimiento que estemos analizando (literal o inferencial), constatándose una interacción entre el tipo de presentación del concepto y el tipo de conocimiento. Como ya hemos indicado anteriormente, otra labor que la analogía puede desempeñar se refiere al cambio en la estructura conceptual de los sujetos, esencialmente cuando poseen conocimientos previos que son erróneos. Para ello, debemos conceptualizar lo que denominamos conocimientos previos o ideas previas, cuáles son sus características, qué efectos producen sobre el aprendizaje formal o científico, cómo se originan, cómo influyen los aprendizajes formales o científicos,. cómo podemos mejorar los resultados del aprendizaje cuando están presentes, qué teorías hay sobre el cambio conceptual, qué estrategias se proponen para que se produzca el cambio conceptual para, por fin, poder responder si la analogía es una de esas estrategias. En numerosos trabajos de investigación (Driver y Oldham, 1988; Giordan y Vecchi, 1988; Hierrezuelo y Montero, 1991) no hay duda de que los sujetos tienen concepciones propias sobre las materias científicas, los conocimientos previos representan el conocimiento "natural", cotidiano, no científico, adquirido a través de la experiencia personal que se obtiene de la interacción con la vida diaria, vida en la que planta sus raíces y de la que conserva su lenguaje cotidiano, lo que, en opinión de Hashwed (1986), significa que las personas se dejan llevar por una epistemología del sentido común. Como consecuencia de esta interacción natural con la vida diaria, las ideas previas o conocimientos previos se caracterizan porque son concepciones cognitivas muy estables en el tiempo (Driver, 1986; Erickson, 1980) incluso entre sujetos que han estado escolarizados durante mucho tiempo (Novak, 1983) o se han sometido a intentos explícitos para producir el cambio conceptual (Clough y Driver, 1986). El conocimiento previo se caracteriza también por estar basado en los rasgos observables de las situaciones (conocemos la luz, el movimiento,,,), estar constituido por una visión parcial de los fenómenos sin existir interacción entre los elementos que se aprenden, interesándole las explicaciones particulares, específicas y no las generales para cada

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hecho concreto, no importándole la existencia de contradicciones internas y caracterizándose por ser poco preciso en el lenguaje ("corriente" puede significar intensidad, voltaje, energía..). García y García (1989) entienden que las ideas previas no hay que considerarlas como errores a ignorar sino como puntos de partida para la intervención educativa. Como indica Osborne y Wittrock (1985), las ideas previas representan un punto de vista antropomórfico siendo necesario introducir en el pensamiento del sujeto el punto de vista científico, más abstracto y menos personalizado aunque debemos resaltar la lentitud con la que se produce el cambio conceptual en caso de que se produzca. Como podemos comprobar, estos conocimientos previos representan ideas no compatibles con los aprendizajes científicos, ideas que son erróneas pero que son compartidas por la mayoría de los sujetos (más jóvenes y adultos), los estudiantes, independientemente de sus rendimientos académicos, nivel de escolarización y que suelen perdurar incluso hasta en estudiantes universitarios, pudiendo interpretarse estas concepciones como verdaderos patrones comunes de pensamiento entre todos. Es verdad, que la persistencia de las ideas previas es mayor en aquellos casos que están relacionadas con la vida cotidiana (caída de cuerpos, la fuerza, el calor...). Prueba de que un tipo de enseñanza tradicional no produce cambios significativos sobre los conocimientos previos, incluso ni en los estudiantes universitarios, son los sorprendentes datos sobre la persistencia de estas ideas obtenidos por Viennot (1979) o Carrascosa y Gil (1982), datos que conducen a un replanteamiento profundo de los métodos y las estrategias de enseñanza y evaluación que tradicionalmente utilizamos. Cuando no se produce el cambio conceptual de las ideas previas, el aprendizaje que se produce es mecánico, memorístico (por ejemplo; la madera está menos fría que el hierro) resultando un aprendizaje incapaz de generar pensamiento inferencial. Están siendo también muchos los trabajos que sobre el uso de una metodología más constructivista se están desarrollando en nuestro sistema educativo. Así Civantos, Costa y Llobera (1987) aportan un juego didáctico de construción de ensamblables, analógico, como modelo para mejorar el aprendizaje de los conceptos básicos de la Química, entendiendo que este tipo de recursos didácticos permiten una mejor adaptación al estadio intelectual del alumnado entre doce y quince años. Por nuestra parte, pensamos que la capacidad de abstracción no depende directamente de la edad de los sujetos sino del nivel de conocimiento base de partida.

Llorent (1987) investiga sobre las mejoras que produce el aprendizaje por descubrimiento frente al aprendizaje meramente expositivo y concluye que dichas mejoras se producen sobretodo en situaciones de reflexión y no de memorización y comprensión. En este sentido, sus resultados coinciden con los nuestros ya que en las situaciones de aprendizaje literal no se producen diferencias significativas mientras que si se producen en situaciones de aplicación del aprendizaje.

Yus y García Sánchez (1987) junto a otros autores como Furio (1986); Carrascosa (1983); Hierrezuelo y otros (1986) concluyen que es preciso apostar por un cambio metodológico profundo, constructivista, en la enseñanza de la Física y la Química, que se plantee el cambio conceptual del alumnado, la superación de las ideas previas, de forma similar, analógica, a la superación de los paradigmas que se producen en toda revolución científica (Khun, 1984). En concreto, Yus y García plantea una metodología basada en el descubrimiento dirigido para el aprendizaje de la Geología. Concluyen, con las mejoras que significa este método pero siguen planteando la existencia de bloqueos de orden cognitivo dependiendo de la edad del alumnado.

Acevedo (1990) trabaja dentro del campo de la electrocinética mostrando resultados experimentales sobre la capacidad de los alumnos para constuir un sistema analógico consistente en una versión intutitiva del simil hidráulico que les permite explicar la corriente eléctrica.contínua en circuitos sencillos. Estos datos experimentales revelan que las creencias y limitaciones del modelo analógico se reproducen en las interpretaciones conceptuales que se aplican sobre el dominio de la electricidad. Para Acevedo (1990); Pozo (1986), los sujetos

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recurren a las analogías aunque se basan en rasgos de semejanza superficiales. Otros resultados experimentales han tratado sobre el papel conceptual que juegan las analogías en el pensamiento científico, concluyendo que las analogías facilitan la comprensión de relaciones estructurales y funcionales entre los conceptos de nuevos dominios de conocimiento, especialmente cuando no se pueden aplicar otras estrategias analíticas. En el aprendizaje escolar por analogía Cubero (1988); Sierra y Zaccagnini (1989) también han obtenido éxitos.

Por otra parte, Giordan y De Vecchi, 1987) advierten de los peligros del uso de las analogias en el aprendizaje escolar, especialmente entre el alumnado más joven (Hierrezuelo y Montero, 1989). Para Shayer y Adey (1981), estas dificultades de la analogía se deben a que los sujetos no poseen un razonamiento formal en el sentido piagetiano, mientras que para Gentner y Gentner (1983) se debe a que existen errores conceptuales en las mismas construcciones analógicas, que luego son extrapoladas a los dominios nuevos. Apuntan igualmente que las ideas preconcebidas pueden actuar como interferencias que precisan de un cambio conceptual. Osborne (1983) indica que las analogías podrían estar soportando los errores conceptuales previos generados por la experiencia.

Según Schwedes (1985) la analogía hidráulica es la más popular en la enseñanza de la electricidad. Acevedo (1989) ha trabajado la analogía hidráulica en la didáctica de la electricidad comprobando que los sujetos pueden generar modelos analógicos intuitivos de circulación de agua tras trabajar con circuitos eléctricos sencillos de corriente contínua. Este modelo hidraúlico presenta importantes coincidencias con el modelo científico pero también presenta importantes diferencias que sí recogen esas ideas previas erróneas sobre la corriente eléctrica. Así son aciertos comparar el flujo de agua con la corriente eléctrica, la tubería en papel de resistencia, la diferencia de altura y presión de agua como la diferencia de potencial

Las ideas previas, su caracterización y el proceso de cambio conceptual necesario para que se produzca el cambio conceptual están siendo una importante línea de investigación como lo demuestran los trabajos de Acevedo, Bolivar, Sánchez y Trujillo (1987); Criado y Merino (1987), Hierrezuelo y Molina (1987); Saenz de Miera y Rosado (1990), Lahera y Forteza (1990). Para Hewson (1981), las condiciones mínimas que se deben cumplir para que se lleve a cabo el cambio conceptual son: (1) el alumno debe tomar conciencia de la insuficiencia de sus ideas previas, (2) debe estar insatisfecho con sus ideas previas, y (3) las ideas nuevas deben ser inteligibles, comprensibles, estructuradas coherentemente, verosímiles, funcionales y útiles. En cualquier caso, se trata de clarificar bajo qué condiciones es efectivo el uso de la analogía para el cambio conceptual. Mason (1994 a; 1994b) se plantea estos aspectos y encuentra que los beneficios que produce la analogía para el cambio conceptual correlacionaban muy positivamente con (a) el nivel de entendimiento de la analogía por parte de los estudiantes; (b) la consciencia metacognitiva de los estudiantes del significado de la analogía y sus propósitos instruccionales; y (c) la consciencia metacognitiva de los estudiantes del uso efectivo de la analogía para integrar nueva información en sus estructuras conceptuales preexistentes. Para Mason, cuando analicemos el cambio y el desarrollo conceptual de los sujetos a partir del aprendizaje por analogía, deben ser tenidos en cuenta los modelos conceptuales previos que poseen los alumnos, los diferentes modelos existentes de entendimiento de las analogías, la consciencia metaconceptual de los sujetos sobre el propósito y uso personal de las analogías sobre el cambio que producirán en las concepciones iniciales. Sus resultados obtenidos indicaron que los sujetos poseen diferentes niveles tanto de entendimiento de las analogías como de la consciencia metaconceptual sobre sus propósitos. En concreto, se comprobó que se podían establecer diferentes niveles sobre el entendimiento de las analogías debido a que la detección y extrapolación de determinados rasgos estructurales entre el dominio objetivo y el dominio fuente resultaba fácil mientras que otras semejanzas cruciales necesitaban la ayuda del experimentador para ser captadas.

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Con respecto a la consciencia metaconceptual (significado y propósito instruccional de las analogías) se apreciaron, mediante una entrevista final, que existen tres niveles distintos de consciencia metacognitiva: (1) consciencia de utilidad total de la analogía cuando ésta es presentada por el profesor siendo aceptada de forma genérica y automáticamente, (2) un segundo nivel de consciencia consistente en un reconocimiento de su utilidad para el aprendizaje debido al hecho de extraer correspondencias entre los dos dominios y (3) un tercer nivel indicaría que se reconoce, vía analogía, que el entendimiento de los nuevos conceptos se produce mejor y de forma más fácil teniendo en cuenta las extrapolaciones que pueden producirse entre dominios familiares y no familiares. En esta misma dirección, aunque desde otra perspectiva, un aspecto importante que hay que averiguar en torno al aprendizaje y la instrucción es cómo se puede liberar el conocimiento inerte que ya poseen los estudiantes para solucionar un problema dado que son incapaces de usar ese conocimiento cuando se precisa. En este sentido, la analogía podría ser ese instrumento capaz de hacer más flexible e integrado el conocimiento y estructura conceptual del alumnado propiciando que lo que aprendan en la escuela no sea algo aislado y limitado a un contexto sino que pueda y deba ser transferible y aplicable a otras situaciones nuevas. El método educativo tradicional o usual aspira a producir un tipo de conocimiento basado en el qué y en el cómo pero no en el con, lo que no ayuda a los estudiantes a elaborar referentes contextuales, como por ejemplo, elaborar esquemas de pensamiento que pueden adaptarse a situaciones diferentes. Este tipo de esquemas ayudaría a los estudiantes a relacionar lugares semejantes entre diferentes áreas conceptuales en orden de permitirles representar problemas a un nivel generalmente apropiado, conociendo cómo transferir estructuras relacionales para construir sus propios sistemas de conocimiento. Si la aspiración de la educación es suministrar herramientas que permitan a los estudiantes confrontar sus conocimientos en diferentes situaciones para construir rutas significativas, entonces la analogía debe ser una de ellas ya que aprender por analogía permite el uso de lo que se ha aprendido previamente. Lo mejor de las intervenciones educativas es ser capaces de producir sistemas articulados e integrados basados en principios de diferentes niveles de generalización, en los que el empleo de los sistemas conceptuales debería ser accesible pudiendo ser recuperado desde diferentes contextos y puntos de vista para, consecuentemente, poder transferir fácilmente el entendimiento de otros aspectos del mundo físico. En resumen, analizado el campo de aplicación de la analogía tanto a la adquisición de nuevo conocimiento como al cambio conceptual, podemos extraer las siguientes conclusiones: (a) La analogía se puede considerar como un proceso útil y eficaz en la adquisición de nuevos conocimientos y el cambio conceptual, aunque se constata que el campo de la investigación sigue abierto al no disponerse de un marco teórico definitivo capaz de explicar este mecanismo e interpretar los diferentes datos experimentales que van surgiendo. (b) Los resultados experimentales han mostrado que la semejanza, como factor que presenta efectos sobre la actuación analógica del alumnado, pierde importancia, especialmente la superficial, frente otros factores como el número de análogos presentados o sus representaciones pictóricas, esquemáticas o gráficas. En todo caso, destacan como factores especialmente relevantes en la actuación analógica, el nivel de experiencia y de conocimiento base que presenten los sujetos (c) El factor nivel de experiencia con respecto al concepto a aprender nos indica que los sujetos expertos se dejan influir por la analogía menos que los sujetos novatos aunque éstos se benefician más pero al poseer conocimientos previos más erróneos, se pueden producir mayores riesgos de transferencia negativa. (d) Por el contrario, el conocimiento base de los sujetos con respecto al dominio de la analogía se identifica como el factor determinante en la actuación analógica de los sujetos ya que tendrán

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dificultades para relacionar su conocimiento base con el dominio objetivo, efectuarán extrapolaciones erróneas y precisarán de pistas de recuperación. . (e) La analogía puede cumplir una función explicativa o creativa cuando se usa en educación, aunque también existe una interesantísima polémica sobre la conveniencia de su uso debido a que puede producirse transferencia negativa y provocar el aprendizaje de conceptos erróneos, especialmente cuando se usa en grupos de sujetos heterogéneos. Los resultados experimentales están concluyendo que se debe usar la analogía pero tras controlar el nivel de conocimiento base y, esencialmente, sus conocimientos previos. Además la presencia de varias analogías y de diagramas o gráficos evitan significativamente la transferencia negativa. (f) Por otra parte, la analogía favorece principalmente el aprendizaje inferencial frente al literal ya que ha sido encontrada especialmente útil en (1) codificar y organizar nuevo conocimiento; (2) acceder y recuperar la información previamente almacenada en memoria; (3) crear anomalías en el marco conceptual del sujeto; (4) descubrir errores conceptuales; y (5) crear nuevos esquemas de pensamiento. (g) En el caso de que el sujeto posea conocimientos previos erróneos, se debe proceder al cambio conceptual para tener garantías de éxito cuando se acometa el aprendizaje científico. Aunque sin disponer de un marco definitivo, la analogía también puede ser considerada como un instrumento capaz de intervenir en el cambio conceptual.

4.1. Futura línea de investigación: Analogías de la vida cotidiana. Por otra parte, la analogía es un recurso cognitivo, un tipo de pensamiento, de razonamiento, usado con suma frecuencia por las personas para intentar resolver problemas, explicar conceptos nuevos, comprender situaciones novedosas, aprender. La mera atención a nuestras conversaciones o actuaciones diarias nos permite detectar la importancia que la analogía tiene en nuestra vida diaria, la facilitación que representa en la comunicación. Ejemplos de expresiones cotidianas que recogen modelos de pensamiento analógicos, y que diariamente escuchamos en los medios de comunicación, pueden ser: “Adolfo Suárez desembarrancó la nave de la democracia en España” “Izquierda Unida tiene la llave y la cerradura para gobernar en la próxima legislatura” “La media aritmética de las notas es el punto de gravedad de un curso escolar” "La media aritmética de una distribución es como el centro de gravedad de un cuerpo sólido ya que si se suspendiese la distribución por la media quedaría equilibrada" “La singladura, el cuaderno de Bitácora, es la memoria de un grupo de trabajo de profesionales” “Una explicación es como un iceberg” “Los paradigmas son como los planos del arquitecto” “El cortex cerebral funciona como una estación de relés para los impulsos neurales” (Watson). “El cerebro funciona como una central telefónica que planifica”. “El PSOE necesita un nuevo capitán del barco pero no contruir un barco nuevo”. “Nuestro Cervantes es como, tenemos que llevarlo como, la cocacola” “Las categorías y conceptos son como los cimientos, son las estructuras de una vivienda”. ”Este coche es como el novio que a toda madre le gustaría tener. No bebe, no gasta” “La memoria es como una biblioteca organizada por temas y autores”.

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“España es como una urna en la que se cocina el guiso de nuestro futuro. Los aliños o ingredientes son un total de 35 millones de personas, con 2 millones de jóvenes en busca de su primer empleo, 18 millones de mujeres...” “Los órganos físicos, como el corazón, son como los procesos mentales ya que son competentes en tareas concretas y específicas” "El aprendizaje memorístico es como construir una casa sobre unos cimientos inestables, con ladrillos superpuestos". "El amor es como visitar un mercado de especias, nunca llegas a conocerlas todas". "La evaluación es como el semáforo que con su luz da o veta el paso y sin cuyas indicaciones el tránsito por una vía puede resultar peligroso para el peatón al que se invita a adentrarse por ella". "El procesamiento de la información hacia arriba es el inductivo y el procesamiento hacia abajo es el deductivo". "Los cimientos de la casa son como la carrera de magisterio, cuando la acabas puedes seguir estudiando el segundo ciclo". "Responsabilizar a los ganaderos del mal de la vacas locas es como querer castigar a una madre que le ha dado una papilla a su hijo pero la papilla la ha comprado en la farmacia, es decir, ha comprado algo legal". "Eres un político capaz solamente de dar pedales cuesta abajo; cuando llegan las rampas muestras signos de anémia, se observa falta de músculo en el ejecutivo..." "En el enfrentamiento entre el Barcelona y el Guadix puede suceder como cuando choca un tren contra un seiscientos, en ocasiones, el tren puede también descarrilar" "Para Newton, el universo, el mecanismo celestial es como una máquina que funciona sin error" "La memoria es como una cesta de cerezas, sacas una y sale un manojo que a su vez nos lleva a otro" "La memoria es como un jardín, en un patio está el siglo XX y en el patio contigüo está el siglo XXI" "El delta del río" "Cometer faltas de ortografía es como un delineante que ignora la línea recta, un mecánico de la NASA que pone tornillos a martillazos, tocar el violín con un serrrucho, atracar los bancos con un plátano" "La juventud es como un higo verde mientras que la vejez es como un olivo viejo con nudos, bello por ser viejo, que da buena sombra y sigue dando frutos". "Este alumno tiene bien amueblado el cerebro". “El terrorismo internacional no tiene una estructura jerárquica de funcionamiento sino que se organiza cmo una tela de araña, como una red, en la que Ben Laden, por ejemplo, es un nudo importante de esa red pero la única cabeza visible” “Antes de desmontar una moto en piezas para arreglarlo hay que saber volver a colocar cada pieza en su sitio. Lo mismo ocurre con la guerra actual contra el terrorismo, antes de intervenir en algún país hay que saber la solución previamente”. "Poner todos los huevos en la misma cesta o apostar todo a la misma carta" "Sócrates es como la comadrona del conocimiento y la virtud ya que considera que tenemos que indagar en nosotros porque el conocimiento reside en nosotros". "Un buen lector, lee rápido, mejor y con más comprensión lo mismo que un conductor experto conduce rápido y con más seguridad". "El físico Jaynes (1966) dice que la física es como escalar una montaña, con una dirección ascendente siempre, aunque sea por caminos diferentes, mientras que la psicología es como un bosque enmarañanado en el que se buscan caminos y direcciones diferentes sin importar la altura".

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"Las teorías en física son jerárquicas mientras que en psicología no hay teorías jerarquicas sino que las teorías se basan en diferentes aspectos y perspectivas". " El aprendizaje significativo, por analogía, significa “coser y suturar con y sobre el conocimiento anterior como cosen los médicos para que cuando pase el tiempo se fundan los tejidos”. " Una analogía para entender lo que es una analogía y cuáles son su efectos: Cuando cosemos con puntos de sutura, la analogía sería el equivalente al instrumento quirúrgico, la aguja y el hilo que se clava en el dominio conocido y ata al dominio nuevo para construir tejido nuevo, conocimiento nuevo". " Una analogía para entender el cambio conceptual que produce su uso: Cuando se cose una bandera que se compone de trozos de tela de colores, la analogía sería todo el procedimiento de casar un trozo con el otro, coser, apretar, estirar , ... para que al final se funda en un único trozo”. Igualmente, resulta muy frecuente comprobar que en los mismos libros de ciencia, en las teorías elaboradas por los filósofos y científicos, encontramos numerosos ejemplos de metáforas, analogías. Pensemos en las alegorías de Platón sobre “el mito de la caverna y la condición humana”, en su definición de “la personalidad como un carro tirado por dos caballos”, etc, etc.

Según lo que acabamos de argumentar, se podría diseñar en un futuro trabajo, un método de desarrollo cognitivo basado en el análisis y desmenuzamiento de analogías de la vida ordinaria que nos permita integrar la estructura conceptual de los sujetos. Por ejemplo: Efectos educativos y de desarrollo cognitivo que producirá en los sujetos el analisis, comprensión y valoración de la analogía: “Desembarrancar el barco de la democracia”. ¿Qué es la democracia, cómo encalla, cómo se desembarranca, quién es Suárez, etc, etc.”.

5. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Como indicara Petrie (1979), la analogía es uno de los caminos esenciales para avanzar en la epistemología entre el conocimiento viejo y el radicalmente nuevo. Según esta conceptualización, podríamos indicar que en la construcción de los materiales didácticos se debería enfatizar la integración de analogías, tanto escritas como pictóricas, lo que permitiría facilitar el aprendizaje del estudiante así como ayudar la tarea del profesor. Como hemos venido analizando, la actuación analógica del alumnado está influenciada por diferentes factores entre los que destacan el grado de semejanza compartida entre la analogía y el concepto a aprender, el nivel de desarrollo de los sujetos, su nivel de experiencia (expertos y novatos) en relación al nuevo concepto, el nivel de conocimiento base de los sujetos sobre el dominio fuente, la presencia de varias analogías, la presencia de analogías esquemáticas o pictóricas... Por otra parte, resulta preciso plantearse que sucederá cuando el alumno posea ideas previas erróneas, cómo se podrá construir o adquirir nuevo conocimiento a partir de conocimientos previos constitutivos de una estructura conceptual equivocada, no científica. Efectivamente, el aprendizaje significativo implica en primer lugar un cambio conceptual, un cambio en la estructura cognitiva del sujeto y una posterior integración, incorporación o acomodación de las ideas nuevas, sustituyendo las ideas antiguas por otras alternativas más acordes con el pensamiento científico (Hewson, 1981). A la vista de esta metodología, será preciso plantear un determinado tipo de situaciones de enseñanza si queremos que el aprendizaje significativo sea posible. Parece que la simple transmisión del saber científico no es una estrategia apropiada al no plantearse procesos como la generalización o la integración de los conocimientos nuevos. Las meras explicaciones de las nuevas teorías o conceptos, las explicaciones directas de los modelos científicos, no provocan de una manera automática el aprendizaje significativo ni el cambio conceptual por lo que resulta preciso intervenir sobre, desde y contra el conocimiento previo.

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Esta perspectiva nos conduce al uso de las analogías en la enseñanza teniendo presente muchos interrogantes como ¿son las analogías una posible estrategia para llevar a cabo el aprendizaje significativo y cambio conceptual? ¿qué riesgos de transferencia negativa existen? ¿cómo se produce este proceso? ¿qué factores lo favorecen? ¿cuándo y en qué condiciones se produce?, ¿los estudiantes que recuperan la analogía por sí mismos y autoconstruyen la semejanza entre el dominio fuente y el objetivo aprenden mejor que los estudiantes que reciben la analogía completamente definida, y estos a su vez mejor que aquellos otros que aprenden sin analogía? ¿interviene el periodo de tiempo transcurrido desde la presentación de la analogía en la actuación analógica de los sujetos?... Además de las preguntas anteriores, de forma más concreta podemos identificar como cuestiones a investigar para seguir profundizando en el conocimiento y aplicación de la analogía a los procesos de enseñanza y aprendizaje, las siguientes: 1. Elaborar analogías escritas y pictóricas y valorar los efectos de transferencia positiva y negativa que generan. 2. Evaluar los efectos de la semejanza superficial y estructural así como la familiaridad que el dominio análogo tiene para el alumnado. 3. Evaluar los efectos de la presencia de analogías escritas presentadas directamente por parte del profesor, ya que las explicaciones del profesor pueden suplir los efectos de la falta de semejanza superficial. 4. Evaluar los efectos de la presentación de varios análogos y la capacidad del alumnado para generar nuevas analogías. 5. Valorar la correlación entre las calificaciones escolares y el rendimiento ante la presencia de analogías. 6. Controlar los efectos de los conocimientos previos erróneos sobre el dominio objetivo (preconceptos), no conociéndose demasiado bien cómo se produce el cambio conceptual pero siendo conscientes de la necesidad de cambiarlos para que se llegue a producir el aprendizaje significativo. 7. Valorar los efectos de la analogía sobre el cambio y reorganización conceptual.

5.1. Formulación de hipótesis. Podemos resumirlas en las siguientes: • El alumnado obtendrá un rendimiento global significativamente superior con la presentación

de analogías que mediante aprendizajes literales. • Los alumnos obtendrán un rendimiento significativamente superior con la presentación de

analogías que mediante aprendizajes literales en la evaluación del conocimiento aplicado, pudiendo mostrarse ese efecto también en situaciones de evaluación de conocimiento literal.

• Las analogías más familiares a los sujetos resultarán más eficaces en el aprendizaje. • Las analogías basadas principalmente en relaciones estructurales y pertenecientes a dominios

muy alejados de los intereses del alumnado, serán las analogías de mayor nivel de dificultad. • Las analogías estructurales son quienes generarán el mayor índice de transferencia negativa. • Los efectos de la semejanza superficial se suplirán por los efectos de la presentación de las

analogías de forma directa por parte del profesorado resaltando todas las posibles equivalencias entre ambos dominios.

• Las analogías contribuirán al cambio y reorganización de la estructura cognitiva.

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5.2. Objetivos específicos El Aprendizaje significativo consiste en engarzar los aprendizajes nuevos con el

conocimiento base anterior que ya posee el sujeto. En este proceso puede ocurrir que: a) El sujeto ya tenga un conocimiento previo del conocimiento nuevo, y que se trate de un

preconcepto erróneo, precientífico. En este caso será preciso proceder al cambio conceptual y posteriormente engarzarlo con el conocimiento base.

b) Que el sujeto no tenga conocimientos previos y que lo engarcemos con el conocimiento base (digamos que ese es el proceso epistemológico normalizado en la construcción del conocimiento).

¿Cómo interviene la analogía en todo este proceso?. Pensemos que el engarce que hemos descrito puede hacerse sobreponiendo unos contenidos sobre otros mediante un aprendizaje memorístico, literal o mediante la analogía, indagando en el conocimiento base y aflorando aspectos del mismo que nos permitan correlacionarlos con los conocimientos nuevos.

Con un ejemplo podemos explicar cuál es nuestro planteamiento y los objetivos que nos proponemos. También nos permitirá definir nitidamente los términos que manejaremos. Pensemos en la analogía de un embalse para explicar el concepto de pila eléctrica. En este caso, el concepto nuevo a aprender es el de pila eléctrica, las ideas previas o preconceptos sobre la pila eléctrica podrían ser erróneos, el concepto análogo es un embalse y el conocimiento base se refiere al nivel de conocimiento (alto-bajo) que tiene el alumnado sobre el embalse. Resumiendo, tenemos un concepto a aprender que debemos definir, unas hipotéticas ideas previas erróneas sobre el mismo que tendremos que descubrir, un concepto o dominio análogo que tendremos que redactar para poder establecer la correspondencia de relaciones con el conocimiento nuevo y un nivel de conocimiento alto o bajo sobre dicho concepto análogo que tendremos que dectectar, al menos en aquellos casos en que sea necesario por tratarse de dominios o campos poco familiares al alumnado.

6. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN La realización de este proyecto ha abarcado tres fases. Durante la Primera Fase se ha trabajado en la planificación de las tareas a realizar, el diseño de materiales, una revisión bibliográfica y un estudio experimental piloto. En la Segunda Fase se ha procedido al reajuste del material y a la aplicación del material definitivo en un primer estudio experimental y la Tercera Fase ha consistido en un segundo estudio experimental que tiene como objetivo la comprobación de los efectos del paso del tiempo sobre el aprendizaje por analogía.

Concretando, las tareas desarrolladas durante la PRIMERA FASE, básicamente, han sido:

• Determinación de los contenidos conceptuales, procedimientales y actitudinales básicos de la materia de Física

• Selección de contenidos significativos en Física de 3º de ESO. • Distribución de los contenidos significativos por trimestres y elaboración de la

programación de aula. En esta programación incluimos los elementos básicos del curriculum como son la selección de contenidos, un planteamiento metodológico y los instrumentos de evaluación. En cada uno de esos elementos, pretendemos engarzar nuestro trabajo de investigación.

• Los bloques de contenidos básicos, planificados por trimestre han sido: • 1º Trimestre:

• Los estados de la materia: gas, líquido, sólido

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• La teoría cinético molecular • Conceptos de temperatura - calor - volumen - presión - calor específico – masa.

• 2º Trimestre: • Sustancias y mezclas • Disolución; concentración de una disolución; soluto-disolvente; tipos de

disoluciones. • 3º Trimestre:

• Carga eléctrica, materiales conductores y aislantes; corriente eléctrica, intensidad, voltaje, resistencia y potencia, conexiones, producción y efectos de la corriente eléctrica.

• Redacción literal de dichos contenidos curriculares: elaboración de sus definiciones • Elaboración de materiales:

• Pruebas de exploración y detección de posibles ideas previas erróneas sobre el dominio nuevo

• Cuestionarios de evaluación de adquisición de contenidos literales • Cuestionarios de evaluación de adquisición de contenidos de aplicación • Elaboración de analogías (superficiales y estructurales). Se han elaborado nuevas

analogías y se han revisado las construidas en estudios anteriores por este equipo de investigación.

• Elaboración de varias analogías para cada concepto a aprender • Elaborar analogías cualitativas y cuantitativas. Por analogías cuantitativas entendemos

ejemplos concretos de la analogía. • Desarrollo de un estudio experimental preliminar (experiencia piloto) • Valoración y discusión de los resultados de la experiencia piloto

Por su parte, en la SEGUNDA FASE, se llevó a cabo el: • Reajuste del material utilizado en el aprendizaje mediante analogías • Desarrollo del primer estudio experimental. • Valoración y discusión de los resultados

Finalmente, en la TERCERA FASE, se ha procedido a: • Elaboración de nuevos cuestionarios de evaluación • Desarrollo de un segundo estudio experimental • Valoración y discusión de los resultados • Discusión general y conclusiones.

En los anexos que enumeramos a continuación podemos encontrar todos los materiales

elaborados en la Primera, Segunda y Tercera Fases.

FASE 1. Anexo 1. Determinación de los elementos curriculares del área de Física en 3º de E.S.O. Anexo 2. Planteamiento metodológico Anexo 3. Criterios e instrumentos de Evaluación Anexo 4. Programación de aula. Unidades didácticas Anexo 5. Definición de conceptos a aprender en el Primer Trimestre. Anexo 6. Definición de conceptos a aprender en el Segundo Trimestre. Anexo 7. Definición de conceptos a aprender en el Tercer Trimestre.

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Anexo 8. Elaboración de analogías para el Primer Trimestre. “El intercambio bibliotecario” Anexo 9. Elaboración de analogías para el Segundo Trimestre. Anexo 10. Elaboración de analogías para el Tercer Trimestre. “Fábrica de reciclajede papel” Anexo 11. Cuestionarios del Primer Trimestre. Anexo 12. Cuestionarios del Segundo Trimestre. Anexo 13. Cuestionarios del Tercer Trimestre. Anexo 14. Cuestionario Inicial para la detección de ideas previas sobre la electricidad. Anexo 15. Cuestionario de evaluación de la adquisición de conocimientos literales y de

aplicación sobre la electricidad. Anexo 16. Experimento Piloto. Resultados sujeto a sujeto del Grupo Control y Experimental

de los Cuestionarios de conocimientos literales y de aplicación FASE 2. Anexo 17. Cuestionario de Evaluación e Inicial para la detección de ideas previas sobre el

calor y la temperatura Anexo 18. Primer experimento. Resultados sujeto a sujeto del Grupo Control y Experimental

de los cuestionarios de conocimientos literales y de aplicación sobre el calor. Anexo 19. Primer experimento. Resultados sujeto a sujeto del Grupo Control y Experimental

de los cuestionarios de conocimientos literales y de aplicación sobre la electricidad. Anexo 20. Unidad didáctica del calor Anexo 21. Unidad didáctica de la electricidad. FASE 3. Anexo 22. Nuevo Cuestionario de evaluación: Adquisición de conocimientos literales y de

aplicación sobre calor y temperatura Anexo 23. Nuevo Cuestionario de evaluación: Adquisición de conocimientos literales y de

aplicación sobre la electricidad. Anexo 24. Segundo experimento. Resultados sujeto a sujeto del Grupo Control y Experimental

de los cuestionarios de conocimientos literales y de aplicación sobre el calor y sobre la electricidad.

Anexo 25. Contenidos de la simulación en soporte informático. Anexo 26. Analogías elaboradas por el alumnado sobre los conceptos de calor, temperatura y

calor específico.

6.1. METODOLOGÍA DEL ESTUDIO PILOTO Mediante la experiencia piloto se ha trabajado con los contenidos de un trimestre,

concretamente el bloque de contenidos de la electricidad. Sobre ellos, se ha partido de la detección de las ideas previas y por otra parte, se ha intentado comprobar si las analogías elaboradas eran adecuadas y, por tanto, producían efectos beneficiosos sobre el aprendizaje. Este trabajo experimental se desarrolló durante el tercer trimestre del primer año de la investigación, curso 1999/2000.

6.1.1. Objetivos e hipótesis Dado que, con bastante frecuencia, el aprendizaje de conceptos por parte de los alumnos,

se produce de una forma bastante literal y poco comprensiva, lo que provoca que, transcurrido un tiempo, el recuerdo sea vago e impreciso, si este aprendizaje se produjera de forma más significativa y pasara a formar parte del conocimiento base de los sujetos, se facilitaría el propio

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aprendizaje y, además, se produciría un enriquecimiento general de sujeto. Con este trabajo y de forma preliminar con este experimento piloto, apostamos porque el aprendizaje basado en analogías pueda ser una de esas estrategias que favorezcan y permitan la significatividad del aprendizaje produciendo cambios conceptuales en el conocimiento base de los sujetos expuestos a ella. En este experimento piloto, los objetivos planteados son: 1) Elaborar analogías adecuadas para el aprendizaje de conceptos curriculares en Educación Secundaria. 2) Contrastar la validez de estas analogías utilizadas en el aprendizaje de conceptos curriculares. 3) Mostrar empíricamente que la analogía se convierte en un método innovador para el aprendizaje de nuevos conocimientos, asumiendo los riesgos de una posible transferencia negativa. 4) Como hipótesis se plantea que los sujetos obtendrán un rendimiento superior en el aprendizaje mediante la presentación de analogías que mediante aprendizajes literales. 5) Las diferencias entre los grupos que aprenden con analogía y los que aprenden sin analogía será mayor en los aprendizajes de aplicación que en los aprendizajes literales. 6) Por otro lado, también se ha trabajado con la detección de ideas previas, intentando comprobar cuáles son esas ideas previas sobre la electricidad y cómo perduran entre sujetos que han aprendido estos conceptos en cursos anteriores (aprendizaje remoto) y entre sujetos que no han aprendido todavía los conceptos. 7) Analizar si las ideas previas persisten de forma semejante entre los sujetos que ya han aprendido los contenidos científicos de la electricidad y los que aún no los han estudiado.

6.1.2. Sujetos. Con respecto a las situaciones de aprendizaje de conceptos de electricidad, se ha

constituido un grupo control con 38 sujetos y un grupo experimental con 52 sujetos de 3º de ESO. El grupo control estudia los conceptos de electricidad sin la presentación de analogías y el grupo experimental los estudia mediante la presentación de analogías.

Para la detección de las ideas previas se ha trabajado con un grupo control de 56 alumnos de 3º de ESO que todavía no habían estudiado estos contenidos (antes de estudiar) y un grupo experimental de 40 alumnos de 3º de ESO y 4º de ESO que sí han estudiado los conceptos de electricidad sin analogía en las áreas de Tecnología y Física (después de estudiar).

6.1.3. Materiales. En este experimento piloto llevado a cabo, se ha trabajado con una serie de materiales (textos, analogías y cuestionarios) que hemos elaborado para el aprendizaje de los conceptos de electricidad en 3º de ESO. El Anexo 7 recoge la definición de los conceptos de electricidad que el alumnado debe aprender, el Anexo 10 presenta la analogía de la "Fabrica de reciclaje" utilizada con el grupo experimental para el proceso de aprendizaje, el Anexo 14 recoge el cuestionario inicial de detección de ideas previas sobre electricidad y el Anexo 15 el cuestionario de evaluación de los aprendizajes literal y aplicado. Para la elaboración del cuestionario de ideas previas se ha partido de aquellas ideas previas, erróneas, que se resaltan en la bibliografía revisada (Hierrezuelo y Montero, 1991). Estas ideas son: 1ª - El alumnado usa el término "fluido" para referirse a la corriente eléctrica. 2ª- Circula la corriente suministrada por la pila y no los electrones de los conductores. 3ª- La corriente que suministra la pila se gasta a lo largo del circuito, es decir, la intensidad va

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disminuyendo. 4ª- La pila proporciona la misma corriente, independientemente del tipo de circuito. 5ª- El voltaje es una propiedad de la corriente que manifiesta su fortaleza y no una magnitud física

que me indica la energía suministrada al circuito por unidad de carga. 6ª - Confusión entre la intensidad de corriente y la tensión.

6.1.4. Procedimiento. Se procedió a la puesta en marcha de este experimento piloto, teniendo en cuenta el proyecto curricular y la programación secuenciada del área de Física, intentando no interferir en la práctica educativa normal del aula y adecuando nuestra intervención con el alumnado a la programación didáctica del Departamento. En este sentido, no ha existido ningún tipo de disfuncionalidad ya que se ha trabajado con el alumnado con que normalmente trabajan los miembros de este proyecto.

En primer lugar, se eligieron los conceptos a aprender por los sujetos. Estos conceptos elegidos pertenecen a la electricidad. Tras esta elección y descubrir las claves esenciales de cada uno de estos conceptos, se procedió al diseño de una analogía capaz de abarcar todos los conceptos a aprender. Una analogía que fuera recurrente a lo largo del tercer trimestre para explicar cualquier nuevo concepto dentro de la electricidad. Igualmente se formularon cuestionarios de evaluación de conocimiento literal y conocimiento aplicado que pretenden comprobar los resultados del aprendizaje provocado tanto en el grupo control como en el grupo experimental con respecto al dominio de los contenidos de forma literal y los contenidos de aplicación a situaciones problemáticas que se le plantean.

El trabajo experimental consiste en trabajar con el grupo experimental y grupo control para que aprendan los contenidos de la electricidad con la presentación de analogías y sin la presentación de analogías respectivamente. Este aprendizaje se ha llevado a cabo en el tercer trimestre. El grupo control ha trabajado de “forma tradicional” mientras que el grupo experimental ha aprendido mediante la presentación de la analogía (fábrica de reciclado de papel) por parte del profesor. En ambos grupos se ha procedido de forma similar en el sentido de trabajar con los conceptos que iban a aprender los sujetos integrados en la programación ordinaria de Física. Sin embargo, con los sujetos experimentales, cuando debían estudiar el concepto a aprender, dicho concepto se explicaba mediante la presentación de la analogía. Como ya hemos comentado, la analogía ha permitido trabajar todos los conceptos de electricidad.

El texto de la analogía se recogía en un folio que era entregado a los sujetos para ser leído, explicado y comprendido por todos. Se explicaba el sentido de la analogía y resaltaban las relaciones que mantenía con los componentes del concepto que debían aprender.

Posteriormente se procedía a la aplicación al grupo control y grupo experimental de los cuestionarios de adquisición de conocimientos de forma literal y de aplicación de los contenidos de la electricidad. Este hecho se producía toda vez que los sujetos habían asistido con normalidad a sus clases del Instituto y habían estudiando su curriculum ordinario de Física conforme a la programación que se viene llevando a cabo en los centros de Educación Secundaria. Los conceptos que debían aprender los sujetos, se estudiaron inmersos en la programación ordinaria y en las fechas previstas, todo ello conforme a una metodología que podríamos catalogar como tradicional, es decir, basada fundamentalmente en explicaciones literales o una metodología basada en el uso de la analogía.

El cuestionario sobre conocimientos adquiridos pretendía comprobar ese nivel de conocimientos alcanzado desde un punto de vista de recuerdo repetitivo o literal con respecto a las explicaciones recibidas. El cuestionario de aplicación se refería al uso que debían hacer los sujetos

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de los conocimientos adquiridos a situaciones que implicaban recurrir a inferencias, relaciones de conceptos, generalizaciones. En resumen, podemos decir que todo el proceso de enseñanza - aprendizaje y evaluación de los conocimientos aprendidos mediante la pasación de los mencionados cuestionarios se ha llevado a cabo durante el tercer trimestre, aprovechando la organización y secuenciación de los conceptos a aprender en las diferentes materias a lo largo del curso. Para homologar las condiciones experimentales a la condición control, en todos los grupos, se ha procedido a la pasación de los cuestionarios al final de los períodos en que ya se habían explicado en el aula la totalidad de los conceptos a aprender.

Con respecto a la detección de ideas previas, se redactó un cuestionario con objeto de comprobar dicho nivel de conocimientos previos con los que partían los sujetos. Este cuestionario se aplicó para contrastar los efectos que el aprendizaje sin analogías tiene sobre dichas ideas previas.

En primer lugar, se aplicó este cuestionario de ideas previas al grupo control que hemos identificado como "antes del aprendizaje" y posteriormente al grupo experimental que hemos identificado como "después del aprendizaje. En cualquier caso, este grupo aprendió los conceptos sin el uso de analogías ya que pretendíamos comprobar cómo incidía el aprendizaje literal o más tradicional en la persistencia, modificaciones o cambios conceptuales de las ideas previas.

En resumen, con este primer estudio piloto, queríamos simplemente ver cúales eran las ideas previas que se encuentran en el alumnado y cuáles siguen perdurando tras el estudio científico pero sin el uso de analogías.

6.1.5. Resultados. En el Anexo 16 se recogen los resultados sujeto a sujeto del grupo control y experimental

de los cuestionarios de adquisición de conocimientos literales y de aplicación. Estos datos nos aportan los resultados sobre las medias globales y las medias en las

diferentes condiciones experimentales que presentamos en la Tabla 1. Los cuestionarios eran corregidos con un baremo entre 0 y 9 puntos, obteniéndose una puntuación global por cada sujeto, y una puntuación parcial para el cuestionario de aprendizajes literales y otra para los aprendizajes de aplicación. TABLA 1. EXPERIENCIA PILOTO. PUNTUACIONES MEDIAS GLOBALES DE LOS DIFERENTES GRUPOS EXPERIMENTALES

TABLA 1 TIPO

CONOCIMIENTO CONDICIÓN

EXPERIMENTAL N Media Desviación

típica Grupo

experimental 52 3,25 1,33 Grupo control 38 3,29 1,45

C.LITERAL

Total 90 3,27 1,37 Grupo

experimental 52 6,13 1,82 Grupo control 38 6,08 1,57

C.APLICADO

Total 90 6,11 1,71 Grupo

experimental 52 9,38 2,70 Grupo control 38 9,37 2,38

PUNTUACIÓN GLOBAL

Total 90 9,38 2,56

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En el análisis de los datos consideramos las variables tipo de condición experimental (grupo control y experimental) y tipo de cuestionario (literal, aplicado). Se realizó un tratamiento estadístico consistente en un ANOVA 2 (control, experimental) X 2 (cuestionario literal y de aplicación), con medidas repetidas en este factor. Los resultados de este análisis estadístico que presentamos en la Tabla 2, nos indican que no existen efectos significativos de la variable tipo de condición experimental ni de la variable tipo de cuestionario. TABLA 2. EXPERIENCIA PILOTO. RESULTADOS ESTADÍSTICOS. ANOVA

TABLA 2 TIPO

CONOCIMIENTO Suma de

cuadrados gl Media

cuadrática F Sig. Inter-grupos 0,0342 1 0,0342 0,017 0,89 Intra-grupos 167,565 88,00 1,90 C.LITERAL

Total 167,6 89,00 Inter-grupos 0,0680 1,00 0,07 0,023 0,87 Intra-grupos 258,820 88,00 2,94 C.APLICAC

Total 258,888 89,00 Inter-grupos 0,00575 1,00 0,01 0,0008 0,97 Intra-grupos 581,149 88,00 6,60

PUNTUACIÓN GLOBAL

Total 581,155 89,00

En la Figura 1 podemos observar, según la prueba de contrastes de Scheffé, que no

existen diferencias significativas entre los resultados obtenidos por el alumnado del grupo control y el alumnado del grupo experimental, ni en el cuestionario de aprendizaje literal ni en el cuestionario de aprendizaje aplicado.

FIGURA 1. EXPERIENCIA PILOTO. PUNTUACIONES MEDIAS GLOBALES DE LOS DIFERENTES GRUPOS EXPERIMENTALES.

GRUPO

ControlExperimental

ME

DIA

10

8

6

4

2

CLITERAL

CAPLICAC

SUMA

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Con respecto a los resultados de los cuestionarios para la detección de ideas previas, el Cuadro 1 recoge los datos globales por porcentajes para cada una de las Ideas Previas, antes y después de estudiar científicamente los conceptos. Cada cantidad nos indica el porcentaje de alumnado que sí tiene implantada esa idea previa.

CUADRO 1.

N IDEAS PREVIAS % 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª

ANTES DEL APRENDIZAJE

56 28,6 91,07 48,21 26,78 69,64 50

DESPUÉS DEL APRENDIZAJE

40 15 67,5 52,5 35 87,5 12,5

Los datos reflejados en el Cuadro 1 nos indican que las seis ideas previas estudiadas se encuentran implantadas en el conocimiento del alumnado, especialmente la 2ª y 5ª con un porcentaje muy superior al 50%. Por otra parte, estos datos nos indican que existen mejoras en el porcentaje de alumnado que deja de tener implantadas determinadas ideas previas, en concreto, la 1ª, 2ª y 6ª mientras que la 3ª, 4ª y 5ª incrementan el porcentaje de alumnado que las tiene implantadas después del aprendizaje. En este incremento de porcentaje destaca especialmente la 5ª idea previa.

6.1.6. Discusión de los resultados. A la vista de estos resultados, con respecto al aprendizaje por analogías, podemos decir que no se han comprobado las hipótesis previstas y que el uso de la analogía no produce una mejora en las situaciones de aprendizaje de los conceptos nuevos ya que, con respecto a los resultados de la fase experimental, tanto en las respuestas de conocimiento literal como conocimientos de aplicación, no hay diferencias entre el grupo control y experimental. No hemos logrado confirmar que el aprendizaje por analogías favorece dicho aprendizaje ni en preguntas literales ni de aplicación. No se ha comprobado que la analogía se ha convertido en un mecanismo más útil para la adquisición de nuevos conceptos que la enseñanza más literal de los mismos.

Sin embargo, creemos que esto se debe a que la analogía utilizada es de una complejidad importante, pertenece a un dominio poco familiar a los sujetos, existe poca semejanza superficial entre ella y el conocimiento nuevo y, como experimentadores, hemos dado por hecho que las relaciones y equivalencias entre el análogo y ese conocimiento nuevo podrían ser descubiertas y aplicadas con destreza por el alumnado. Los datos nos indican que no ha sido así. Por otra parte, procede revisar los cuestionarios elaborados, intentando adaptar y diferenciar con mayor claridad los apartados referidos a conocimientos literales y los de aplicación. En conclusión, y según podemos comprobar en la revisión bibliográfica comentada en el apartado referido a las bases teórico-experimentales de la esta investigación, siguiendo a

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Weil-Barais (1993), pensamos que nos encontramos ante una situación en la que los efectos del uso de analogías en la educación se han visto ocultados por las dificultades que presenta dicho uso si utilizamos dominios análogos muy poco familiares a la base de conocimientos de los sujetos. Para intentar solventar este problema, diseñaremos un nuevo procedimiento de aplicación y uso de la analogía en el aula en el que participemos activamente tanto el profesorado como el alumnado para descubrir con exactitud las relaciones de equivalencia de los análogos, haciendo representaciones gráficas de estas relaciones o equivalencias, haciendo representaciones o simulaciones prácticas de la analogía, trabajando con simulaciones informáticas sobre dichas relaciones, propiciando la creación de analogías semejantes por parte del alumnado. Con estos objetivos, procedemos al diseño de la segunda fase de esta investigación, estrictamente experimental, y así volver a plantear la comprobación de las hipótesis y objetivos previstos.

Con respecto a la detección de ideas previas y siguiendo un análisis más cualitativo, podemos destacar que (a) existen coincidencias importantes en las ideas previas detectadas entre nuestros sujetos y las que tradicionalmente se han detectado en estudios anteriores, (b) después de que el alumnado ha estudiado los conceptos de una forma científica, los sujetos siguen mostrando la permanencia de esas ideas previas erróneas, especialmente la 2ª (Circula la corriente suministrada por la pila y no los electrones de los conductores.) y la 5ª (El voltaje es una propiedad de la corriente que manifiesta su fortaleza y no una magnitud física que me indica la energía suministrada al circuito por unidad de carga), (c) existen ideas que no sólo siguen estando implantadas sino que incrementan porcentualmente su presencia. En consonancia con los estudios anteriores, podemos ver las grandes dificultades que se presentan para la eliminación de esas ideas previas intutitivas y precientíficas a pesar de haber estudiado científicamente estos conceptos. Nosostros pensamos que la analogía como intrumento que favorece el aprendizaje si se aplica con una metodología adecuada puede también favorecer esa eliminación de las ideas previas y por tanto contribuir al cambio en la estructura conceptual del sujeto. El estudio experimental que hemos diseñado se plantea comprobar esta hipótesis.