pensamiento de orden superior

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EL PENSAMIENTO DE ORDEN SUPERIOR EN LAS CLASESDE CIENCIAS: OBJETIVOS, MEDIOS Y RESULTADOSDE INVESTIGACIN

Zohar, AnatThe Hebrew University of [email protected]

INVESTIGACINDIDCTICA

Resumen. El aprendizaje de las ciencias provee un contexto maravilloso para desarrollar el pensamiento crtico y el pensamiento cientfico enlos estudiantes. El pensamiento crtico y cientfico en temas de ciencias contribuye a la construccin de conocimiento significativo porque alientaa los estudiantes a procesar los temas de ciencias aprendiendo a ser pensadores activos. En el proyecto Thinking in Science Classrooms (TSC,Pensando en las clases de ciencias) se integra la enseanza de estrategias de pensamiento con temas que forman parte del currculo escolarusual. Se hacen explcitos principios generales que corresponden a estrategias de pensamiento aplicando actividades metacognitivas en el aula.Este artculo explica los fundamentos del proyecto TSC y resume los resultados de investigaciones que muestran que este proyecto genera mejorasen las habilidades de razonamiento de los estudiantes y en sus conocimientos cientficos. Tanto los estudiantes de alto rendimiento acadmico

como los de bajo rendimiento se benefician con el proyecto TSC. Finalmente, los resultados muestran que la enseanza explcita del conocimientometaestratgico es una poderosa herramienta educativa para mejorar el pensamiento de los estudiantes con bajo rendimiento acadmico.

Palabras clave. Pensamiento de orden superior, ensear a pensar, metacognicin, conocimiento metaestratgico, estudiantes de bajo rendimiento acadmico.

Higher order thinking in science classrooms: goals, means and research findings

Summary. Science learning provides a wonderful context for developing students critical and scientific thinking. Critical and scientific thinkingwithin science topics contributes to meaningful knowledge construction because it encourages students to process the science topics they learnby being active thinkers. In the Thinking in Science Classrooms (TSC) project instruction of thinking strategies is integrated with topics thatconstitute the regular school curriculum. General principles pertaining to thinking strategies are made explicit by applying metacognitiveactivities in the classroom. This article explains the rationale for the TSC project. It then summarizes research findings showing that the TSCproject induces gains in students reasoning abilities and in their science knowledge. Students with both high and low academic achievementsbenefit from the TSC project. Finally, the findings show that explicit teaching of meta-strategic knowledge is a powerful educational tool for

advancing the thinking of students with low academic achievements.Keywords. Higher order thinking, teaching for thinking, metacognition, metastrategic knowledge, low academic achievers.


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INVESTIGACIN DIDCTICA

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Varias razones de peso apoyan la visin de que el desa-rrollo del pensamiento de los estudiantes debe llegar aser un componente importante de la educacin cientfica.

En primer lugar, el desarrollo del pensamiento de ordensuperior de los estudiantes es una de las metas centra-les de la escolarizacin en el siglo xxi. Pensar bien esun prerrequisito para ser un ciudadano crtico en unasociedad autnticamente democrtica. Tambin es unacondicin necesaria para ser capaces de hacer frentecompetentemente a las vastas cantidades de informacinque son uno de los sellos distintivos de esta generaciny de manejar las nuevas tecnologas de la informacin.Dada la naturaleza especial de las asignaturas cientficas,el aprendizaje de las ciencias provee un entorno excelen-te para el desarrollo de las habilidades de pensamiento.

En segundo lugar, ensear a pensar contribuye a la

construccin significativa de conocimiento cientfico.En vez de enfocarse en el aprendizaje repetitivo y enla memorizacin de hechos, los estudiantes que resuel-ven problemas, discuten cuestiones cientficas y llevanadelante indagaciones se involucran en un pensamientoactivo sobre diversos temas. Este pensamiento los ayudaa establecer conexiones entre conceptos y a construirrepresentaciones mentales. El aprendizaje se vuelve msdesafiante, interesante y motivador y puede desembocaren una comprensin y una retencin mejoradas.

Finalmente, las dos razones expuestas convergen paraalcanzar una de las metas principales de la educacin cien-tfica en el siglo xxi, a saber, promover la alfabetizacincientfica entre los estudiantes. Varios currculos recientesde todo el mundo (Nuffield Curriculum Center, 2002; Qua-lifications and Curriculum Authority, sitio web revisadoen 2005; American Association for the Advancement ofScience, 1993; National Research Council, 1996) enfatizanla necesidad de que en el siglo xxi todos los estudiantesaprendan ciencias en una forma que les permita evaluarcrticamente cuestiones cientficas y tecnolgicas innova-doras. Para poder lograr esto, los estudiantes necesitan unaalfabetizacin cientfica centrada en las comprensionesprofundas que el pblico requiere si pretende participar enla toma de decisiones cientficas y tecnolgicas del mundode hoy. Como se explic ms arriba, la forma de conseguir

una alfabetizacin cientfi

ca y una comprensin profundaes a travs del aprendizaje por indagacin, la argumenta-cin, la toma de decisiones y el pensamiento crtico, esdecir, a travs de los elementos de los que se compone elpensamiento de orden superior.

QU ES EL PENSAMIENTO DE ORDEN SU-PERIOR?

Dado que la expresin pensamiento de orden superior(higher order thinking) es usada frecuentemente en este ar-tculo, es importante clarificar su significado exacto. Esto,

sin embargo, no es trivial porque no hay consenso entrelos investigadores alrededor de una definicin precisa. Dehecho, las varias definiciones de pensamiento y el nmero

de opciones disponibles pueden llevar a confusin (Mar-zano et al., 1988). Referindose a esta confusin, Resnick(1987) escribi que las habilidades de pensamiento resis-

ten formas precisas de definicin. Segn este autor, algu-nas caractersticas clave del pensamiento de orden superiorno pueden ser definidas exactamente; sin embargo, sepueden reconocer las habilidades de pensamiento de ordensuperior cuando ocurren. Algunas de las caractersticas queResnick atribuye a dicho pensamiento son las siguientes:no es algortmico, tiende a ser complejo, a menudo producesoluciones mltiples e involucra la aplicacin de criteriosmltiples, incerteza y autorregulacin. La expresin habi-lidades (o estrategias, o patrones) de pensamiento de ordensuperior tambin puede ser usada para definir cualquieractividad cognitiva que est ms all de la comprensin ode la aplicacin de nivel inferior en la taxonoma de Bloom(1954). Con base en esta taxonoma, la memorizacin y la

recuperacin de informacin son clasificadas como pensa-miento de orden inferior, mientras que analizar, sintetizary evaluar son clasificados como de orden superior. Otrosejemplos de actividades cognitivas que se clasifican comode orden superior incluyen argumentar, hacer comparacio-nes, resolver problemas no algortmicos complejos, trabajarcon controversias e identificar suposiciones subyacentes.La mayor parte de las habilidades de indagacin cientficaclsicas, tales como formular preguntas de investigacin,proponer hiptesis, planear experimentos o sacar conclu-siones, tambin se clasifican como pensamiento de ordensuperior. Est justificado agrupar tan variadas actividadescognitivas dentro de la misma categora de habilidades depensamiento de orden superior porque, a pesar del hechode que son muy diferentes entre s, todas tienen las carac-tersticas que Resnick (1987) atribuye a esas habilidades.Adems, pueden ser identificadas con niveles distintos ala recuperacin de informacin y a la comprensin en lataxonoma de Bloom.

CMO ENSEAR A PENSAR: IDEAS PRINCI-PALES DEL PROYECTO THINKING IN SCI-

ENCE CLASSROOMS (TSC, PENSAR EN LASCLASES DE CIENCIAS)

Hay numerosas maneras de ensear a pensar y en el pro-yecto Thinking in Science Classrooms (TSC, Pensandoen las clases de ciencias) (Zohar, 2004), que constituye eleje de este artculo, se adopta la aproximacin por infusin(Ennis, 1989). De acuerdo con esta aproximacin, la ense-anza de las estrategias de pensamiento se integra con lostemas que constituyen el currculo escolar usual. Estos te-mas son estudiados en profundidad mientras los estudian-tes participan de tareas que requieren la resolucin de pro-blemas, la indagacin y la argumentacin en el contexto decontenidos escolares especficos. Creemos que combinar laenseanza de habilidades con la enseanza del contenidodisciplinar concreto mejora dos aspectos del aprendizaje:el pensamiento y la comprensin conceptual.

La idea central detrs del proyecto TSC es abordar la ense-anza de las ciencias desde dos perspectivas diferentes (pero

POR QU ENSEAR A PENSAR?


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complementarias): contenido y pensamiento. La mayor partedel profesorado prepara sus unidades con la mirada puesta enuna lista de objetivos de contenido, por lo que sugerimos unalista adicional formada por objetivos de pensamiento.

La idea de considerar el pensamiento como un objetivoeducativo importante est lejos de ser nueva, no haynada de revolucionario en ella. La mayor parte del profe-sorado incorpora algn grado de aprendizaje por indaga-cin en sus clases. Tambin los profesores y profesorasestn al tanto de la necesidad de comprometer a sus estu-diantes en tareas ms all de recordar informacin. Porqu, entonces, necesitamos un proyecto especial cuyoobjetivo sea la integracin de pensamiento de ordensuperior en el currculo escolar?

Si se compara el proyecto TSC con un tpico currculo de cien-cias estndar, aparecen tres diferencias principales que puedenparecer sutiles pero que son potencialmente poderosas:

a) El proyecto TSC aumenta la cantidad de tareas querequieren que los estudiantes lleven adelante procedi-mientos cognitivos que involucren el pensamiento deorden superior.

b) El proyecto TSC se refiere a los objetivos de pensa-miento como a una clase distinta de objetivos educativosque requieren ser enseados de forma especfica.

c) El proyecto TSC se propone ensear objetivos de pen-samiento de manera explcita y sistemtica.

Explicar cada una de estas diferencias. Primeramente,

aunque la mayora del profesorado incorpora algn gra-do de aprendizaje por indagacin en sus clases y a vecesinvolucra a los estudiantes en tareas que requieren pen-samiento de orden superior, la investigacin muestra quetales actividades no son frecuentes en muchas aulas. Au-mentar la frecuencia de actividades que requieran que losnios y nias piensen puede parecer slo una cuestin decantidad, pero tambin podra constituir una diferenciacualitativa en la naturaleza de la enseanza. Hacer delpensamiento un componente central de la rutina diaria declases crea un tipo muy diferente de aprendizaje a aqulque se da en las aulas en las que el profesor o profesorase centra en la transmisin de informacin y las activida-des de pensamiento son slo ocasionales.

En segundo lugar, los profesores y profesoras raramenteven los objetivos de pensamiento como objetivos edu-cativos diferenciados. Por tanto, usualmente no se im-plementan estrategias especiales para ensear a pensar.El profesorado de ciencias sabe que, cuando se embarcaen la complicada tarea de ensear conceptos cientficoscomplejos, debe invertir mucha reflexin y mucha ener-ga. Pero rara vez se hacen consideraciones tan cuidadosaspara los objetivos de pensamiento. Los procesos de pensa-miento no son menos complejos que los conceptos cient-ficos y tambin merecen una consideracin cuidadosa. Elproyecto TSC ve la enseanza de patrones de pensamientocomo un objetivo educativo explcito, lo que hace posibledisear actividades de aprendizaje cuidadosas pensadasprecisamente con el propsito de ayudar a los estudiantes

a desarrollar su pensamiento. Esas actividades de aprendi-zaje son el ncleo del proyecto TSC.

La tercera caracterstica del proyecto TSC es que apuntaa ensear objetivos de pensamiento de una forma siste-mtica. Esto significa que la enseanza est planeada deforma tal que cada habilidad de pensamiento se repitevarias veces, en diferentes contextos y a travs de dife-rentes tipos de tareas. Segn las referencias disponibles,ese aprendizaje sistemtico debera potenciar la trans-ferencia lejana, esto es, debera permitir transferir lasestrategias a temas que son significativamente diferentesdel tema en el cual fueron enseadas.

COMBINAR EL PROYECTO TSC CON EL CU-RRCULO ESCOLAR USUAL USANDO LASACTIVIDADES DE APRENDIZAJE DEL TSC

El proyecto TSC (Zohar, 2004) no requiere que las escuelasabandonen el currculo al cual estn habituadas y se com-prometan con un programa totalmente diferente. Ms bien,les ofrecemos ensear el mismo currculo usando mediosalternativos. Nuestra unidad bsica es la actividad de apren-dizaje: una tarea que requiere pensar dentro de un temacientfico particular. El proyecto consiste en un conjuntode actividades de aprendizaje que el profesorado puedeintegrar en su enseanza habitual cuando llegue a un temacubierto por una de ellas. El resultado de usar un nmeroconsiderable de actividades de aprendizaje es una ensean-za transformada, que hace que los estudiantes participensostenidamente de un pensamiento profundo, activo.

Como se explic ms arriba, diseamos varios tipos deactividades para potenciar la transferencia y evitar pa-trones fi jos de aprendizaje que podran eventualmenteconducir a los estudiantes a enfrentarlos en una formameramente algortmica. Se disearon los siguientes tiposde actividades de aprendizaje:

Actividades que se hacen despus de las experienciasde laboratorio

Se consideran las experiencias que los estudiantes llevan acabo en la escuela ciencia prctica (hands on). Pero muy amenudo, este acercamiento prctico a la ciencia no requierepensar tericamente. En otras palabras, los estudiantes estn

a menudo tan absorbidos por los aspectos tcnicos de la ex-perimentacin, preocupndose sobre cmo medir y cmo nodejar caer material de laboratorio frgil, que nunca llegan apensarsobre lo que estn haciendo. Las actividades de apren-dizaje TSC incluyen tareas que siguen a las experienciasprcticas rutinarias, poniendo nfasis en varios elementos delrazonamiento cientfico y del pensamiento crtico.

Invitacin a la indagacin

Las experiencias que los estudiantes llevan adelante en laescuela tienden a ser simples a causa de las limitaciones deequipamiento y de tiempo. Las experiencias escolares tien-den por ello a ser dbiles en trminos del razonamientocientfico y de complejidad lgica, comparadas con muchosde los experimentos hechos por los cientficos. Se disearon


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las invitaciones a la indagacin del proyecto TSC siguiendolas sugerencias hechas por Schwab en la dcada de los se-senta, es decir, pidiendo a los estudiantes que tomen parte eninvestigaciones complejas (Schwab, 1963). Una invitacin ala indagacin presenta una narrativa que describe una expe-riencia. La narrativa puede consistir en experimentos histri-cos verdaderos, a veces clsicos, o experimentosficticios. Enambos casos, se divide la historia en varios segmentos quese presentan uno a uno a los estudiantes. A ellos se les pideque se pongan en la piel de los cientficos para resolvervarios problemas derivados de cada segmento. De hecho, seles pide que realicen simulaciones de experimentos por vaseca (esto es, sin llevarlos a cabo realmente); estos experi-mentos enfocan la atencin de los estudiantes en cuestionesque requieren activar el pensamiento.

Evaluacin crtica de recortes de peridicos (inclu-yendo anuncios)

Los recortes de peridicos y los artculos de divulgacincientfica a menudo incluyen fuentes de informacin pocofiables, informacin equivocada, afirmaciones no apoyadasen evidencias, estereotipos y argumentaciones con falaciaslgicas. Estas actividades de aprendizaje piden a los estu-diantes que lean recortes de peridicos relacionados concuestiones que aprenden en las clases de ciencias. Segui-damente se presenta una serie de preguntas que animan unexamen crtico de los artculos. Por ejemplo, cuando losestudiantes estn estudiando nutricin, se les presentan re-cortes de peridicos que muestran publicidades de dietas, yellos han de comparar la informacin incluida en los anun-cios con lo que han aprendido durante sus estudios.

Investigacin de micromundos

Se dise un conjunto de sencillas simulaciones porordenador con el propsito de desarrollar habilidadesde pensamiento especficas. Los estudiantes investiganestos micromundos llevando a cabo experiencias simu-ladas a travs del uso de guas de actividades.

Argumentacin

Se dise un conjunto de actividades con el foco puestoen el objetivo de fomentar las habilidades de argumenta-cin a travs de dilemas bioticos. Despus de la presen-tacin de un tema biolgico, se define un dilema tico.

Se pide a los estudiantes que argumenten, justifiquen yformulen contraargumentos y refutaciones.

Actividades abiertas de aprendizaje por indagacin

Son una serie de actividades que consisten en investi-gaciones abiertas. Los estudiantes, en grupos, formulansus propias preguntas de investigacin, planean mediosa travs de los cuales podrn contestarlas, llevan a caboexperimentos o encuestas, sacan conclusiones y presen-tan sus investigaciones al grupo plenario.

Un surtido de actividades de aprendizaje a pequea escala

stas son nuestras actividades ms cortas y msvariadas. Pueden incluir una o ms preguntas para

pensar que se agregan a una leccin usual. stasson las menos estructuradas de nuestras actividades,y quizs las ms cercanas a lo que el profesorado amenudo hace como parte de su enseanza usual, fueradel proyecto TSC.

Ms abajo se describe un ejemplo detallado de actividadde aprendizaje. Ejemplos detallados de otras actividadespueden verse en Zohar (2004).

LA METACOGNICIN EN EL PROYECTO TSC

Otro sello distintivo del proyecto TSC es el uso de lametacognicin. Metacognicin es un concepto amplio,definido como pensamiento de segundo orden o pensa-miento sobre el pensamiento. Muchas de las aplicacioneseducativas de la metacognicin se sustentan en la fun-

cin de hacer conscientes, a los estudiantes, de los pro-pios procedimientos cognitivos y de controlar y regularlos propios procesos de pensamiento. Estudios empricosrecientes apoyan la idea de que el uso de la metacogni-cin puede mejorar el aprendizaje de la indagacin y delas habilidades de pensamiento de orden superior (Adeyet al., 1989; Adey y Shayer, 1993, 1994; Adey, 1999;Grotzer y Perkins, 2000; Lin y Lehman, 1999; Kuhnet al., 2000; Kuhn y Pearsall, 1988, Schoenfeld, 1992;White y Frederiksen, 1998; 2000; Zion y Mevarech,2005; Zohar et al., 1994, 2002).

Otra cuestin importante es el posible valor de la meta-cognicin para estudiantes con bajo rendimiento acad-

mico. White y Fredericksen (1998, 2000) encontraronque el efecto de tratar explcitamente el conocimientometacognitivo durante la enseanza es incluso mayor paraestudiantes con bajo rendimiento acadmico que para es-tudiantes con alto rendimiento. La explicacin para esteresultado es que los estudiantes con logros acadmicosms altos a menudo se las arreglan para construir un cono-cimiento metacognitivo por s mismos; sin embargo, losestudiantes de ms bajo rendimiento son menos capacesde conseguirlo. Las intervenciones que se enfocan en elconocimiento metacognitivo marcan, por tanto, mayoresdiferencias en su pensamiento.

El proyecto TSC emplea un componente de la metacog-

nicin bastante especfico: el conocimiento metaestra-tgico (CME), definido como un conocimiento generaly explcito sobre los procedimientos cognitivos que seestn utilizando. Los procedimientos cognitivos a losque hacemos referencia con CME estn constituidospor habilidades y estrategias de pensamiento de ordensuperior. El conocimiento metacognitivo pertinente esuna conciencia explcita del tipo de procedimientos cog-nitivos que se usan en cada caso. Consiste en las siguien-tes capacidades: hacer generalizaciones y establecerreglas con respecto a una estrategia de pensamiento, darnombre a la estrategia, explicar cundo, por qu y cmodebera ser usada esa estrategia y cundo no debera serusada, reconocer cules son las desventajas de no usarla estrategia apropiada y qu caractersticas de la tarearequieren del uso de una estrategia particular (Kuhn,


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1999, 2000a, 2001). Es importante notar que el CME enel proyecto TSC tiene un fuerte componente lingsticoporque puede ser mediado a travs del lenguaje: discu-tiendo explcitamente las generalizaciones y reglas queson relevantes para una estrategia de pensamiento, nom-brando la estrategia de pensamiento, explicando cundo,por qu y cmo la estrategia de pensamiento debera o noser utilizada, y discutiendo qu caractersticas de la tareasolicitan el uso de la estrategia.

El CME parece ser significativo para la regulacin denuestro pensamiento, puesto que puede aconsejarnossobre cmo aplicar correctamente procesos cognitivosa situaciones especficas y contextualmente ricas, que amenudo son confusas en trminos de sus estructuraslgicas subyacentes. El CME puede lograr esto dirigien-do nuestra atencin a las estructuras generales que estninsertas en las situaciones y los contextos especficos.Por ello, una suposicin subyacente del proyecto TSC

es que, a pesar de que la adquisicin de conocimientoses especfica para cada contenido y contexto, existentambin aspectos generales del pensamiento que sonimportantes para aprender a pensar (Perkins y Salomon,1989).

Est justificado dar por sentado que hacer explcitas lasestructuras de pensamiento generales mejora el aprendi-zaje de las habilidades de pensamiento? De acuerdo conconsideraciones tericas, un beneficio importante deusar conocimiento metacognitivo explcito es que puedemejorar la transferencia, la cual requiere la capacidad deidentificar las estructuras lgicas profundas compartidasentre situaciones que difieren en sus estructuras superfi-

ciales (Brown et al., 1983). Por lo tanto, un determinan-te importante de la transferencia involucra la capacidadde reconocer tipos apropiados de similitudes entre lassituaciones. Ensear las estructuras lgicas subyacentesde manera explcita potencia la transferencia porqueesas estructuras son precisamente los elementos de co-nocimiento compartidos entre las situaciones, mientrasque los detalles particulares confusos son especficosde cada situacin y por ello no pueden ser transferidos.

Otra explicacin de la importancia del CME paraaprender a pensar est conectada a su papel en losprocesos de desarrollo. Esta explicacin est basadaen una perspectiva del desarrollo bastante diferente a

la del modelo clsico (Siegler y Jenkins, 1989; Siegler,1996; Kuhn et al., 1995; Kuhn, 2000b, 2001). Ms quever el desarrollo como un movimiento desde una ni-ca forma de pensamiento hacia la siguiente (es decir,desde un rendimiento de un determinado nivel 1 a otrode nivel 2), esta visin pone nfasis en la variabilidad,que es una realidad tangible de la cognicin de ordensuperior. Con base en esta suposicin, los nios ynias en cualquier momento (y no slo en estados detransicin breves) poseen una variedad de estrategiasde pensamiento que usan con diferente frecuencia rela-tiva. El desarrollo es visto como la capacidad crecientede elegir las estrategias ms efectivas de un ampliorepertorio de estrategias con diversos grados de efica-cia. De acuerdo con Kuhn (1999, 2000a, 2001), es eneste punto que el CME se vuelve importante, porque

es un factor necesario en la capacidad creciente deelegir estrategias cada vez ms adecuadas. Todos loscambios en el nivel de desempeo estn mediados porel metanivel. La afirmacin central de Kuhn en torno aldesarrollo es que aumentar el metanivel de conciencia yde control constituye la dimensin ms importante paraver el desarrollo. Es importante notar que al hablar deenseanza explcita del CME no nos referimos a trans-misin de conocimiento o a aprendizaje memorstico.Aunque es mayormente verbal, la enseanza explcitadel CME est diseada para disparar, en los aprendices,el pensamiento activo y para fomentar la comprensinprofunda. Esto puede llevarse a cabo tratando el CMEen las clases de una manera intensiva, bien planeada ysistemtica, hacindolo repetidamente en una variedadde temas.

Nuestro principal argumento es que afirmar la realidadde las estructuras cognitivas generales cuando se ensea

en contextos especfi

cos es una estrategia educativa muypoderosa para provocar cambios en el razonamiento delos estudiantes. Esto puede hacerse utilizando el CME deforma intensiva. En comparacin con el gran cambio di-dctico que significa moverse de una enseanza centradaen la transmisin del conocimiento a una enseanzacentrada en la indagacin y en el pensamiento de ordensuperior, la enseanza explcita del CME es un cambiorelativamente pequeo. Sin embargo, los beneficios edu-cativos son enormes.

Se puede ensear el CME a travs de un proceso de-ductivo o inductivo. En cualquiera de los dos casos,la idea es moverse constantemente entre dos niveles

de actividades cognitivas: un nivel procedimental, queconsiste en involucrarse en un pensamiento activo sobreasuntos especficos, contextualmente ricos, y un nivelmetaestratgico, que concierne reglas y generalizacionessobre los patrones de pensamiento. Este movimientopuede tener lugar por medio de un proceso deductivo(esto es, desde generalizaciones hasta casos especficos)o inductivo (es decir, desde casos especficos hasta gene-ralizaciones). Ambos procesos, sin embargo, deben serfacilitados mediante una planificacin a largo plazo dela enseanza, es decir, revisando las mismas habilidadesde pensamiento una y otra vez en diferentes partes delcurrculo. En ambos casos, la discusin de elementosde pensamiento abstractos y generales se entrelaza con

mltiples experiencias que consisten en problemas espe-cficos, dependientes del contenido, los cuales requierenque los estudiantes usen una estrategia de pensamientoparticular en un nivel procedimental. En este sentido, esmejor ocuparse de las reglas, las generalizaciones y losprincipios del buen pensamiento siempre en conexincon la experiencia concreta de los estudiantes en lacual ellos usan una estrategia de pensamiento que usarlas estrategias de manera abstracta, desconectadas de lasexperiencias de pensamiento inmediatas. Esto es impor-tante porque, debido a la naturaleza abstracta de las habi-lidades de pensamiento, la conexin resulta esencial parael aprendizaje significativo. Discutir aspectos generalesdel pensamiento sin conectarlos con las experienciasinmediatas de los estudiantes es demasiado difcil paramuchos de ellos.


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UN EJEMPLO DE ACTIVIDAD DE APRENDI-ZAJE DEL TSC: FOMENTAR ESTRATEGIASDE ARGUMENTACIN A TRAVS DEL DILE-MA DE LA FIBROSIS QUSTICA

Descripcin general de la unidad GReMoDEl principal objetivo de la unidad La Revolucin gen-tica - Discusin de dilemas morales (GReMoD, GeneticRevolution - Discussions of Moral Dilemmas) es fomen-tar las habilidades de argumentacin de los estudiantesmientras se ensean conceptos centrales de gentica. Launidad est formada por diez actividades de aprendizaje.Cada una de ellas gira alrededor de un dilema moral res-pecto a desarrollos recientes de la gentica.

La unidad GReMoD fue construida prestando atencin atres cuestiones:

1. El conocimiento biolgico

Cada dilema incluye preguntas que requieren el co-nocimiento de conceptos de gentica. Algunos de losdilemas se refieren a conceptos que se ensean en elcurrculo habitual de gentica (por ejemplo: carac-teres recesivos y dominantes, caracteres ligados alcromosoma X y natura versus nurtura). Otros dilemasse refieren a conceptos que no son parte habitual delcurrculo (por ejemplo: informacin y asesoramientosobre rasgos genticos, terapia gnica y clonacin).La seccin introductoria de cada dilema incluye unacorta unidad de enseanza que involucra esos con-ceptos. Los estudiantes deben usar su conocimientobiolgico cuando piensan sobre los dilemas (Tabla 1).A lo largo de la unidad, se enfatiza explcitamente elvalor de fundamentar las decisiones en conocimientovlido.

1. Seccin de un dilema relacionado con la gentica (FQ)

La fibrosis qustica (FQ) es un carcter gentico autosmico recesivo. Es una de las enfermedades genticas ms frecuentes. En Inglaterra y enlos Estados Unidos, uno de cada 2.000 nacidos est afectado y una de cada 20 personas es portadora.La fibrosis qustica causa un funcionamiento deficiente de las glndulas de secrecin externa, evidenciado (entre otras cosas) en la produccinde sudor salado, en desrdenes digestivos y en la produccin de grandes cantidades de mucosidad en el tracto respiratorio. La mucosidad causainfecciones pulmonares. Cada nueva infeccin aumenta el dao a largo plazo de los pulmones. La enfermedad es, por tanto, letal: los pacientesraramente sobreviven ms all de los 40 aos de edad.El gen responsable de la FQ ha sido localizado. Cientficos de laboratorios de muchos pases estn trabajando ahora en mtodos de terapia gnica. Unaidea fue sustituir el gen defectuoso por otro sano en el tejido pulmonar. Sin embargo, la compleja ramificacin de los pulmones hace imposible extraerlas clulas del epitelio y luego retornarlas tras la sustitucin de genes. En 1992, un grupo de investigadores tuvo xito al insertar el gen en el epitelio delpulmn de una rata; el gen continu con su funcin por seis semanas. Otra lnea de investigacin se enfoca en el desarrollo de un espray formado por

genes normales unidos a transportadores cuyo rol ser el de insertar los genes en las clulas. La idea es que los pacientes inhalen el espray de vez encuando (con la esperanza de que los genes normales sean capaces de funcionar en las clulas). A pesar de todos estos esfuerzos, todava queda un largocamino antes de que la terapia gnica de la FQ sea realmente prctica. Mientras tanto, los pacientes siguen sufriendo.

Dilemaa) Rebecca y Joseph tienen hermanos que padecen de FQ (un carcter autosmico recesivo). Rebecca y Joseph se han casado y ahora Rebeccaest embarazada. Deberan abortar? Explcalo!

b) Las pruebas genticas han mostrado que tanto Rebecca como Joseph son portadores de la FQ y que el embrin es homocigota para la FQ.Rebecca y Joseph dudan de si deben o no llevar a cabo un aborto.

b1. Cul es el problema moral en consideracin?b2. Crees que debera abortar? Da razones para tu postura!b3. Tu amigo/a est en desacuerdo contigo. Define su postura. Aporta razones para esa postura (Qu dira tu amigo/a para convencerte deque l/ella tiene razn?)b4. Qu le contestaras a tu amigo/a? Explcalo!

2. Seccin de una unidad relacionada con el CME

Para poder argumentar bien, es importante estudiar varios conceptos bsicos relacionados con la argumentacin.Una discusin es una conversacin en la cual los participantes se esfuerzan en convencerse mutuamente de sus posturas. Los participantespresentan sus creencias utilizando argumentos.Durante una discusin, una argumentacin es un esfuerzo para convencer a alguien de que cambie su parecer. Consiste en dos componentes principales:a) la conclusin, que es la postura central que una persona querra presentar;b) una o ms justificaciones que apoyan esa conclusin...Qu es una buena argumentacin?Una buena argumentacin es aqulla en la cual la conclusin est bien apoyada por numerosas y variadas justificaciones y por reglas generales.Una buena argumentacin tambin responde a las posturas que la contradicen.Las justificaciones en una buena argumentacin deben ser:

a) verdaderas;b) relevantes a la conclusin;c) referentes a una gran variedad de aspectos.

Tabla 1Ejemplos concretos de las actividades de aprendizaje TSC.


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2. El conocimiento estratgico y metaestratgico conrespecto a la argumentacin

El programa toca las siguientes estrategias de argumen-tacin: a) la capacidad de argumentar; b) la capacidadde proveer justificaciones; c) la capacidad de ofrecerargumentos alternativos; y d) la capacidad de refutaresos argumentos alternativos. Estas estrategias sontratadas tanto desde el punto de vista cognitivo comoen el metacognitivo. Entre la confrontacin del primery el segundo dilemas se destin una leccin a ensearexplcitamente CME alrededor de la estructura argumen-tativa. Se presenta una seccin de esta leccin en la parte2 de la tabla 1.

3. Los principios de la biotica

Se hace una distincin entre conocimiento y valores yse enfatiza que los valores no estn determinados por el

conocimiento. Se discuten los siguientes conceptos y te-mas: dilemas morales, tica y principios de biotica.

La primera parte de la tabla 1 presenta una seccindel primer dilema en la unidad GReMoD: la fibrosisqustica (FQ). Un examen del dilema ilustra varios delos principios delineados en las secciones anteriores.Se trata el conocimiento cientfico en la seccin inicialdel dilema, en la que se provee informacin sobre laFQ. Este conocimiento y la primera ley de Mendel sonrevisados en muchas de las preguntas. Por ejemplo, parapoder contestar la pregunta 1, los estudiantes necesitanconsiderar el hecho de que la FQes un rasgo recesivoy, por lo tanto, hay posibilidades de que Rebecca o Jo-

seph no sean portadores. Incluso, si ambos padres sonportadores, slo hay un 25% de probabilidades de queel embrin sea homocigota para la FQ. As, para poderdar una justificacin relevante y exhaustiva a su postura,los estudiantes que responden la primera pregunta debenaplicar el conocimiento de gentica adquirido en la sec-cin inicial y utilizarlo para llevar adelante un anlisisgentico (usando la primera ley de Mendel, que elloshan estudiado en una unidad previa). Queda, pues, clarocmo la participacin de los estudiantes en el dilema dela FQ puede contribuir a sus conocimientos de gentica.

A lo largo de la tarea de la FQ, se pide a los estudiantesque utilicen diversas estrategias de argumentacin: for-

mular una argumentacin, proveer justificaciones que laapoyen, ofrecer argumentos alternativos y refutarlos. Afinde apoyar el razonamiento de los estudiantes, se ensea deforma explcita CME relacionado con la argumentacin.Se presenta un fragmento de la unidad diseado para al-canzar esta meta en la segunda parte de la tabla 1.

RESULTADOS DE INVESTIGACIN EN TOR-NO A LOS EFECTOS DEL PROYECTO TSC

El proyecto TSC ha sido estudiado en un amplio programade investigacin. En lo que sigue presentar algunos de lospuntos principales de esta investigacin, poniendo nfasisen los efectos del proyecto en relacin con tres cuestiones

importantes: a) mejoras en el conocimiento cientfico delos estudiantes; b) mejoras en las capacidades de razona-miento de los estudiantes; c) contribuciones del enfoqueTSC para estudiantes de diferentes niveles acadmicos.

El proyecto TSC y la mejora del conocimientocientfico de los estudiantes

Los profesores y profesoras que participaron de loscursos de desarrollo profesional del proyecto TSC amenudo expresaron preocupaciones. Aunque la idea deinvolucrarse en el pensamiento de orden superior resul-taba atrayente para muchos, estaban preocupados porqueperder tiempo valioso en ensear a pensar puede aten-tar contra alcanzar lo que ellos ven como su principaltarea como profesores de ciencias: ensear contenidoscientficos. Por ejemplo, un profesor que particip en untaller del proyecto TSC expres lo siguiente:

El proyecto de pensamiento es excelente. Sabes cules el problema? Es el currculo. Si vamos a emplear tantotiempo en desarrollar el pensamiento de los estudiantes,cmo llegarn a aprender todo lo que se supone quetienen que saber?

Esta preocupacin, sin embargo, no se ajusta a la visinactual sobre la naturaleza del conocimiento ni a cmose adquiere. Perkins (1992) resume esta visin diciendoque lo que se necesita es aprendizaje reflexivo.Se puedelograr esto si las escuelas no se centran slo en fomentarla memoria, sino tambin en ensear a pensar:

El fundamento se reduce a una nica frase: el apren-dizaje es una consecuencia del pensamiento. Puedengenerarse retencin, comprensin y uso activo del cono-cimiento slo mediante experiencias de aprendizaje enlas cuales los aprendices piensan sobre y con lo que estnaprendiendo [] El patrn convencional dice que pri-mero los estudiantes adquieren conocimiento y slo des-pus piensan con y sobre el conocimiento que han absor-bido. Pero es justamente al contrario: lejos de venir antesdel pensamiento, el conocimiento viene colgando de l.Aprendemos un contenido realmente cuando pensamossobre l. (Perkins, 1992, 8; cursiva en el original)

Por lo tanto, ensear a pensar y ensear el contenido no

son dos objetivos educativos separados que compitenpor nuestro recurso educativo ms valioso: el tiempo.Ms bien, si diseamos la enseanza adecuadamente,estos dos objetivos pueden y deben apoyarse mutua-mente. Como expliqu ms arriba, estas consideracionestericas son las claves del proyecto TSC. En la tabla 2 sepresenta un ejemplo de cmo el razonamiento que tienelugar dentro de las actividades de aprendizaje TSC puedede verdad apoyar el desarrollo del conocimiento cientfi-co de los estudiantes.

Para investigar empricamente si los materiales de apren-dizaje del proyecto TSC realmente apoyan el aprendizajede contenidos cientficos, se evalu el conocimiento de losestudiantes al final de dos de las unidades del proyecto: launidad GReMoD y la unidad Balance de agua en orga-


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En la unidad del agua, nos fijamos en las calificacionesen biologa del perodo escolar que precedi inmediata-mente a nuestro estudio. Los estudiantes cuyas notas enbiologa estaban entre 45 y 70 fueron tomados como elgrupo de bajo rendimiento; los estudiantes con califica-ciones sobre 70 y debajo de 90 fueron considerados derendimiento medio y los estudiantes cuyas calificacionesestaban entre 90 y 100 formaron el grupo de alto rendi-miento. La tabla 7 presenta los resultados del anlisis delas pruebas de argumentacin sobre gentica y la tabla8 presenta los resultados del anlisis de las pruebas detransferencia (sobre dilemas de la vida cotidiana).

Los datos presentados en la tabla 7 muestran que los tressubgrupos mejoraron sus calificaciones en los postestscon respecto a los pretests en ambas pruebas. En los tressubgrupos, las diferencias entre pretest y postest fueronestadsticamente significativas, con resultados (ES)de medianos a muy grandes. La mejora parece similar

para los tres subgrupos. As, estos resultados muestranque tanto estudiantes de bajo rendimiento como de altorendimiento mejoraron sus habilidades de razonamientodespus de la implementacin de la unidad GReMoD.

Se realiz un anlisis similar para estudiantes de bajo yalto rendimiento en la unidad de balance del agua. Secalcularon las mejoras en la PGPC en funcin del rendi-miento acadmico de los estudiantes en biologa. La me-dida que usamos para el rendimiento acadmico fueronlas notas de biologa de los estudiantes en el perodo decalificaciones que precedi al proyecto TSC. Los resul-tados se presentan en la tabla 9.

Como esperbamos, encontramos una relacin directaentre el rendimiento acadmico de los estudiantes y susnotas en la PGPC: cuanto ms bajas las notas en biologa,ms baja puntuacin en la PGPC tanto en el pretest comoen el postest. Sin embargo, si, en lugar de preguntarnosqu grupo de estudiantes obtuvo puntuaciones ms altas,nos preguntramos quin realiz progresos, podramosver que los estudiantes de todos los niveles mejoraron suspuntuaciones en el postest comparado con el pretest. Dehecho, los estudiantes con los rendimientos acadmicosms bajos obtuvieron en el postest puntuaciones inclusomejores que los que haban obtenido los estudiantes conms altos rendimientos en el pretest. Esto muestra que losestudiantes de todos los niveles acadmicos se beneficia-

ron significativamente de su participacin en el proyecto.

Estos resultados fueron avalados mediante conversa-ciones informales con los profesores y profesoras, quemanifestaron que los estudiantes de todos los nivelesacadmicos estuvieron activos durante las leccionesTSC y participaron de las discusiones grupales. Algunosprofesores manifestaron que estudiantes que nunca anteshaban participado en discusiones haban levantado sumano voluntariamente por primera vez durante las dis-cusiones en clase del proyecto TSC.

La contribucin de la enseanza explcita del cono-cimiento metaestratgico

En una seccin anterior expliqu el beneficio terico deensear explcitamente CME para el desarrollo del pen-samiento estratgico de los estudiantes. Sin embargo, esimportante poner a prueba este beneficio terico de for-ma emprica. Condujimos un estudio que exploraba estacuestin dentro de la unidad de Investigacin de micro-

mundos. Los objetivos de este estudio eran investigarlos efectos de la enseanza explcita del CME sobre eldesarrollo del pensamiento de los estudiantes con res-pecto a la estrategia de control de variables y explorar lasdiferencias entre estudiantes con bajo y alto rendimientoen relacin con de esta cuestin.

Los participantes fueron 41 estudiantes de 5 grado de dosescuelas heterogneas de una ciudad grande de Israel. Secategoriz a los estudiantes en dos niveles acadmicos, altorendimiento (AR) y bajo rendimiento (BR), de acuerdo consu desempeo en tres asignaturas: Aritmtica, Hebreo yCiencias. Tuvimos un total de cuatro subgrupos en un dise-o de 2 x 2: subgrupo experimental de BR, subgrupo control

de BR, subgrupo experimental de AR y subgrupo control deAR. Todos los estudiantes participaron la misma cantidadde tiempo en una tarea computarizada (micromundo), querequera el control de variables. Slo los estudiantes de lossubgrupos experimentales recibieron enseanza explcitasobre CME en el contexto del control de variables. Cadaestudiante particip en nueve sesiones: dos sesiones de ense-anza que tuvieron lugar en grupos de 4 estudiantes, y sietesesiones individuales: una sesin de pretest (1), dos sesionesde enseanza (2 y 3), cuatro sesiones de prctica (4 a 7), unasesin de transferencia (8) y una sesin de retencin (9), quetuvo lugar tres meses despus de la sesin de transferencia.Las transcripciones de las entrevistas fueron analizadasusando un sistema de codificacin desarrollado y validado

por Kuhn y otros (1992, 1995).

Tabla 7Estudiantes de diferentes rendimientos acadmicos: puntuaciones en la prueba de argumentacin en gentica.

Rendimiento acadmico NPretest

x SDPostest

x SDt p ES

Todos los estudiantes 71 6,6 2,0 8,7 2,1 7,5 < 0.001 0,98

Estudiantes de bajo rendimiento 18 5,9 2,3 7,5 2,4 4,4 < 0.001 0,68

Estudiantes de rendimiento intermedio 26 6,5 2,1 8,5 1,7 3,8 < 0.001 1,05Estudiantes de alto rendimiento 27 7,3 1,4 9,5 1,9 4,9 < 0.001 1,32


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Tabla 8Estudiantes de diferentes rendimientos acadmicos: puntuaciones en la prueba de transferencia en gentica

(relacionada con dilemas de la vida cotidiana).

Rendimiento acadmico N Pretestx SD Postestx SD t P ESTodos los estudiantes 69 5,2 2,4 8,3 1,9 11,6 < 0,001 1,55

Estudiantes de bajo rendimiento 18 4,6 2,3 7,8 2,3 6,0 < 0,001 1,42

Estudiantes de rendimiento intermedio 24 5,6 2,1 8,0 1,6 4,9 < 0,001 1,30

Estudiantes de alto rendimiento 27 5,5 2,5 9,0 1,7 8,0 < 0,001 1,66

Tabla 9Puntuaciones de los estudiantes en la prueba de PCG distribuidas de acuerdo con sus notas en biologa.

Las notas van de 4 (bajo) a 10 (excelente).

Notas en biologa N Puntuacin en el pretest Puntuacin en el postest Mejora

Grupo experimental

5 11 35,7 66,2 30,5

6 25 32,6 65,4 32,8

7 42 40,2 72,6 32,4

8 61 44,1 81,6 37,5

9 56 44,6 85,8 41,2

10 10 58,6 92,9 34,3

Grupo de control

4 4 30,4 32,7 2,3

5 14 45,9 37,2 -8,76 34 39,3 43,9 4,6

7 51 39,4 40,9 1,5

8 64 38,6 45,6 7,0

9 56 40,8 52,1 11,3

10 36 49,2 55,4 6,2

El desarrollo del conocimiento estratgico en losgrupos experimental y de control

La figura 1 presenta el porcentaje medio de inferencias

vlidas en los grupos experimental y de control en lassesiones 1, 4, 5, 6 y 7. Un t-test para puntuaciones nocorrelacionadas mostr que las diferencias entre losgrupos en el pretest no eran significativas (t(39) = 0,7,p > 0,05). Para determinar los efectos de la intervencinde CME se realiz un ANOVA de medidas repetidas. Elanlisis revel un resultado importante en relacin conel tiempo, F(4,36) = 17,86, p < 0,01, indicando que losnios mejoraron su desempeo en el transcurso de lascinco sesiones, y otro efecto principal para el tratamiento,F(1,39) = 21,55, p < 0,001, indicando que los estudiantes del

grupo experimental se desempearon mejor que los del gru-po control. La interaccin entre tiempo y tratamiento tambinresult significativa, F(4,36) = 3,87, p < 0,01.

Para evaluar la transferencia, se presentaron a los es-tudiantes tareas de transferencia cercana y lejana dossemanas despus de la sesin 7 (sesin 8). Para evaluarla retencin, se presentaron a los estudiantes las mismasdos tareas tres meses despus (sesin 9). El anlisis delas pruebas de transferencia y de retencin muestra quese conserva la misma tendencia de alto rendimiento delos estudiantes del grupo experimental comparados conlos del grupo control cuando los estudiantes realizannuevas tareas dos semanas y tres meses despus del finaldel proceso de enseanza.


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Comparacin del desarrollo del conocimiento estra-tgico de estudiantes con bajo y alto rendimiento

A fin de comparar los procesos de aprendizaje de los es-tudiantes de BR y AR, examinamos el desarrollo de co-nocimiento estratgico en las sesiones 1, 4, 5, 6 y 7 en loscuatro subgrupos: experimental de AR, control de AR,experimental de BR y control de BR, usando un diseode 2 x 2. Los resultados se presentan en la figura 2.

En el pretest no se encontraron diferencias entre lossubgrupos experimental y de control. Para determinarlos efectos de la intervencin de CME se llev a caboun ANOVA de medidas repetidas. El anlisis revel unefecto principal para el tiempo, F(4,34) = 22,07, p

pensamiento de orden superior

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