Infancia y ciencia
Si preguntáramos a los niños y niñas de 13 a 14 años qué pasará si lanzamos una moneda al aire, obtendríamos la siguiente respuesta: “Bueno, tú le das fuerza y sube mientras dura la fuerza, luego la gravedad se encarga de descender”.
Según un joven de 11 años, cuanto más se hincha un balón de playa, más ligero es porque “el aire es ligero y hace flotar las cosas”. Como en la Luna no hay aire que pueda transportar la fuerza magnética, el adolescente argumenta que el imán nunca atraerá clavos de hierro (ver figura 1).
Estos son algunos de los ejemplos que pueden dar los escolares sobre el medio físico. Experimentamos en la vida cotidiana “coger sentido” a los hechos comunes. Parece que el aire tiene una “cualidad de pesadez”; en el agua la burbuja sube y el balón bien hinchado baja más despacio que el vacío.
Las ideas informales que el niño tiene sobre los fenómenos naturales y la documentación que estudia la progresión y el desarrollo que se produce en estas ideas durante su escolarización, se han multiplicado en los últimos 20 años gracias a la psicología cognitiva y a los profesores de ciencia. Los trabajos estadísticos que aparecen cada vez más a menudo muestran que los niños, a pesar de pertenecer a culturas diferentes, pueden tener modelos informales similares ante un fenómeno especial. En la mayoría de los casos, estos modelos informales se encuentran lejos de las ideas científicas que recibirá el niño en la escuela, e incluso en ocasiones se contraponen.
Estas nociones informales pueden perdurar también en los adultos, junto con las ideas científicas recogidas en la escuela durante la infancia. Si se quiere aumentar los resultados en la enseñanza de la ciencia, es necesario tener un conocimiento lo más preciso posible de estos modelos informales, no sólo de su existencia, sino también de su comprensión y conocimiento de su proceso.
Se han analizado más las ideas informales que los niños tienen sobre mecánica. En 1979, en una investigación llevada a cabo por Laurence Viennot en la Universidad de París, los jóvenes de Francia, Bélgica y Gran Bretaña compartieron una encuesta sobre el movimiento de los objetos con el objetivo de conocer el camino que utilizan los estudiantes de enseñanza media para relacionar fuerza y movimiento. Si tenemos 6 pelotas como las que utilizan los malabaristas, una de ellas era la pregunta sobre lo que ocurre en los diferentes puntos del recorrido si tiramos todas a la misma altura
Para muchos, la velocidad del objeto depende de la fuerza aplicada; el hecho de que el objeto que se mueve tenga una fuerza que le mantenga como tal nos demuestra que es una respuesta natural, que no se ha aprendido. El objeto que se mueve, con un primer empuje, tiene una “fuerza interna” que lo desplaza. Sin embargo, esta “fuerza interna” se “agota” o “agota” en un momento dado, cayendo finalmente el objeto al suelo. Este tipo de razonamientos facilita la comprensión de casos de movimiento constante, como es el caso en el que un paracaidista baja a velocidad constante tras saltar o cuando un ciclista pedalea a la misma velocidad.
En definitiva, es un razonamiento que hace pensar que cuando la fuerza que se ejerce sobre cualquier objeto en la misma dirección del movimiento es mayor que la que se ejerce contra la dirección, el objeto no se detendrá. Se producen interferencias entre lo que se enseña y lo que se aprende informalmente. Sin embargo, muchos niños y niñas pueden integrar las nuevas experiencias y los conceptos aprendidos en la escuela entre quienes ya los tienen adquiridos, si en función de la nueva información los adapta. Por ejemplo, la opinión del niño sobre el alimento se limita a las sustancias necesarias para que el animal pueda vivir. En el caso de las plantas, esta noción se extiende a aquellas que se alimentan de aguas y nutrientes procedentes de las raíces. Esta noción, mientras no se trabaje expresamente, interferirá con el concepto de fotosíntesis.
Sin embargo, estas nociones informales infantiles evolucionan con la edad. Si se preguntara dónde está la luz en el aula a un niño de 5 años, identificaría la luz con la fuente de luz (bombilla o luz de ventana), o bien con el efecto de la luz (iluminación de la habitación). Si el niño es más viejo, lo identificará con algo que se encuentra en el espacio. El niño cree que cuando se enciende la luz, la sala se llena de la luz necesaria para poder ver las cosas.
A medida que se acerca a la adolescencia, su concepto de luz cambia. Sospecha que la luz va “de un lugar a otro”, es decir, que va de un grifo a otro hasta que llega a iluminar las cosas. Sin embargo, en este proceso de asimilación conceptual les resulta difícil tomar conciencia de la relación entre luz y visión. Algunos niños, para explicar por qué se ven las cosas, recurren a los “rayos” que salen de los ojos.
Para explicar por qué ve una caja que tiene delante, el joven de 13 años utiliza ambas nociones. Por un lado, la noción de rayos de luz que se producen desde algún lugar y por otro, la de rayos que se producen en los ojos: “El ojo lo ve así…, sale así (dibuja los rayos que salen de los ojos). Los ojos no tienen luz propia, pero si tienen luz que se enciende cuando tienes que ver las cosas” (señala la luz exterior que ilumina el objeto que se está viendo).
Un estudio realizado en Suecia analizó el razonamiento que utiliza el niño para explicar la relación entre luz y visión (ver figura 3). Pocos niños piensan que la luz puede llegar más de lo que el espectador puede percibir.
En los trabajos en los que se investigan las causas de los niños sobre el mundo y la gravedad, se pueden encontrar interesantes comparaciones interculturales. En la primera percepción se le pide al niño que aclare cómo se puede interpretar la Tierra como una esfera. En una investigación llevada a cabo en 1976 en la Universidad Cornell de Itaka, Jo Nussbam identificó con dibujos y modelos cinco nociones básicas del razonamiento de jóvenes de 7 a 14 años. Las identificadas por Nussbaum van desde la noción de que el mundo es launa, pasando por la noción de que la vida es una esfera en la que es posible y llega a decir que es un mundo esférico con gravedad que atrae al centro.
Teorías relevantes
En el Grupo de Investigación para el Aprendizaje de la Infancia de la Universidad de Leeds se han analizado las ideas que el niño tiene sobre estos temas. Se trataba de averiguar qué piensa de los materiales que el niño ve y utiliza a diario, como el agua, el metal, el plástico y el aire, como “materia continua” o como parte pequeña. Querían saber qué piensan de los procesos que intervienen en la aparición y desaparición de la materia, como la condensación de la ventana o la disolución del azúcar en el té.
El niño tiene nociones informales sobre la materia y su composición en los primeros años de la escuela. Para explicar qué ocurre cuando una sustancia se disuelve o se disuelve, el niño dice que esa sustancia está formada por pequeñas “partes”. Sin embargo, si estos pequeños fragmentos son suficientes para pensar que, a pesar de ser microscópicos, mantienen las propiedades físicas de la sustancia, como el color y la temperatura.
La idea del niño sobre el aire y el gas sufre cambios interesantes dependiendo de la edad. Con el fin de saber qué piensan, se pidió a los niños y niñas de 5 a 6 años que hicieran un plano de su habitación y posteriormente pintar el lugar que ocupa el aire. En los dibujos realizados se pintaron los alrededores de las ventanas, las puertas y las líneas que querían indicar el aire que sale de la boca de la gente. A esta edad entienden el aire como brisa o corriente; los niños no han asimilado el concepto de aire inmóvil en todo su entorno.
Este cambio se produce en torno a los 7-9 años cuando el niño está obligado a saber que hay aire. Por ejemplo, al entrar boca abajo al agua se da cuenta de que no se llena de agua.
A esta edad, el niño cree que el aire es un tipo de material, invisible y sin peso aunque esté en el espacio, o que tiene un peso máximo negativo. En años posteriores, desde el punto de vista científico, el niño percibe que el aire tiene peso.
En algunos tiempos el niño también piensa que es el medio necesario para que la fuerza influya en una determinada distancia. En su opinión, la gravedad no es suficiente para que los objetos se desplomen en el tubo de vacío; algo parecido ocurriría en la luna, ya que consideran que al no haber aire el imán no atraerá clavos de hierro.
Los investigadores han llegado a decir que algunas nociones informales se mantienen a pesar de los años. Tampoco hay que olvidar que en el desarrollo de estas ideas el niño construye modelos intermedios, entre los que se encuentran el peso negativo del aire o la consideración de la luz como noción de “llenado de habitación”. Estos modelos intermedios están fuera de lo que el niño percibe directamente. El niño también adquiere nuevos conceptos, como la luz en el espacio o el aire como sustancia. Estos modelos de medios utilizados para el razonamiento dan a conocer a los niños cómo se mueve el entorno o cómo funciona. Algunas investigaciones han puesto de manifiesto que la adopción y el uso de estos modelos informales es más fácil y mejor que los reconocidos científicamente por algunos.
Conceptos comunes interculturales
Las conclusiones más relevantes de estas investigaciones han sido los modelos utilizados por los niños y niñas de diferentes culturas y los resultados similares que se encuentran en su progresión por edades. Estos modelos proceden de la relación de la experiencia del niño con los fenómenos físicos. Esto ayudará al niño a predecir los hechos y a ajustar las actitudes necesarias para enfrentarse al medio físico. Encontrar características comunes en los modelos infantiles no debería sorprendernos.
A pesar de que el lenguaje y el medio natural son diferentes, el proceso de comprensión del medio físico sigue el mismo camino. Recogiendo y tirando cosas, manipulando materiales, viendo la luz y la sombra, la experiencia vivida ayuda a asimilar modelos informales, muchas veces imprevistos. El “instinto” del niño hace que las nociones informales y la experiencia “coincidan”, por lo que resulta difícil comprender conceptos relacionados con la ciencia formal.
Teniendo en cuenta estas investigaciones en torno a las teorías informales de los niños, los profesores que enseñan ciencia empiezan a reconocer que para cuando el niño comienza a estudiar un fenómeno científico en la escuela, tiene una idea informal sobre este hecho. En las encuestas y entrevistas realizadas con jóvenes en la clase de ciencia se nos muestra que el niño no puede abandonar las nociones que ya tiene y asimilar simplemente lo que dice la ciencia, aunque el profesor lo intente. Es necesario, por tanto, empezar a romper el camino hacia una educación que tenga en cuenta las nociones informales. En cuanto al aprendizaje de las ciencias, no hay que olvidar que el niño no aprende nuevas informaciones, sino que reorganiza lo que ya tiene.
Estos trabajos tendrán una incidencia directa en la planificación curricular. En las investigaciones realizadas con niños y jóvenes se hace hincapié en la necesidad de ciertos modelos informales para el avance del razonamiento infantil. La información que disponemos de estos modelos (conocer su frecuencia y secuencia en diferentes edades) son condiciones básicas para la elaboración del currículo. El currículo así elaborado asegurará, por un lado, que las nociones informales que tiene el niño se orientarán y, por otro, que, al estar adaptado a su nivel, recibirá con entusiasmo y se sumergirá en él la ciencia que le informará del medio físico.
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