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La enseñanza de la Química y Lenguaje.

Actualizado: 23 may

De acuerdo con la tradición de la química como disciplina científica, su didáctica debe recrear, recuperar, actualizar y extender significados, laboriosamente producidos por generaciones de estudiosos que han venidocomprendiendo y describiendo el funcionamiento del mundo material. Siendo así, el lenguaje sin duda juega un rol fundamental en la didáctica que ejercemos al pensar y ejecutar su enseñanza, y deberíamos considerarlo con cuidado.

Al respecto, deberíamos comenzar por leer algunas ideas interesantes en


Libro "Avances en Didáctica de la Química : Modelos y lenguajes. Capítulo 7. ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA: LENGUAJES EXPERTOS COMO OBSTÁCULOS DE APRENDIZAJE."




Galagovsky, L., Bekerman, D., & Di Giacomo, M. A. (2014). Capítulo 7. ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA: LENGUAJES EXPERTOS COMO  OBSTÁCULOS DE APRENDIZAJE. En Avances en didáctica de la química, modelos y lenguajes. (1a Edición: 2014, pp. 107-118). Cristian Merino, Marcela Arellano, Agustín Adúriz-Bravo.





Clases de ciencias y comunicación:

  • Las clases de ciencias son espacios de comunicación entre el docente, experto en la materia, y los estudiantes.

  • La "habilidad para hablar ciencias" es central en la didáctica de las ciencias naturales, comprendiendo el discurso químico en sus diversas formas de representación.

  • En investigaciones previas se ha encontrado que las ciencias naturales utilizan diferentes lenguajes para explicar fenómenos: verbal, gráfico, matemático y químico, lo que puede dificultar la comunicación en el aula.

  • El discurso científico se expresa a través de lenguajes, lo que implica que los estudiantes deben comprender significados, convenciones y normas establecidas por expertos.


Dominio del discurso y complejidad:

  • Un docente de Química es un experto que domina el discurso de la disciplina científica, utilizando diversos lenguajes (verbal, gráfico, matemático y de fórmulas químicas) para explicar fenómenos.

  • Estos lenguajes pueden resultar difíciles para los estudiantes novatos, quienes pueden cometer errores conceptuales si no los utilizan correctamente, ya que representan modelos de entidades inobservables.


Estrategias de enseñanza y comprensión:

  • Cuando se enseña una asignatura científica, se presentan a los estudiantes informaciones en una variedad de lenguajes: verbal, gráfico, matemático y de fórmulas químicas, utilizando diferentes recursos didácticos como analogías, historia de las ciencias, experimentación y anécdotas para enriquecer las explicaciones.

  • Aunque los docentes intentan enriquecer su discurso con traducciones entre lenguajes simbólicos y aportes de otros campos del saber, estas estrategias pueden no ser comprendidas correctamente por los estudiantes.


Evaluación del conocimiento y dificultades:

  • El conocimiento de un experto requiere la mediación del lenguaje para ser comunicado, y el estado de conocimiento de un estudiante solo puede evaluarse si es explícito.

  • Los discursos explícitos son fuentes de comunicación pero también pueden ser origen de errores, especialmente cuando los estudiantes novatos tienen aprendizajes memorísticos y no comprenden completamente el tema, lo que puede generar incomunicación entre docentes y estudiantes.

  • Las fallas en el aprendizaje de los estudiantes no son simplemente resultado de su falta de dedicación al estudio o del poco esfuerzo didáctico de los docentes.



LOS MODELOS MENTALES, LOS MODELOS EXPLÍCITOS


Espacio de comunicación entre expertos y novatos:

  • Una clase, un aula, es un espacio de comunicación entre expertos en un tema (los docentes) y novatos en dicho tema (los estudiantes).

  • La comunicación comprensiva entre individuos se logra cuando comparten modelos mentales sobre el tema que están tratando.

Diferencias en conocimiento previo:

  • Los docentes tienen un conocimiento complejo que les permite moverse cognitivamente dentro de diferentes lenguajes y dimensiones.

  • ¿Podrá fácilmente lograrse una buena comunicación entre el docente y sus estudiantes, siendo tan diferente el conocimiento previo que cada uno de ellos tiene en sus mentes?

Modelos mentales implícitos y explícitos:

  • La necesidad de discriminar el concepto de “modelo” en función de su naturaleza implícita o explícita es fundamental.

  • Un modelo que está en la mente de un sujeto experto es un “modelo mental experto”. Cuando se explicita con fines comunicacionales, se transforma en un “modelo explícito”.

Recepción del modelo explícito por parte del estudiante:

  • El estudiante novato recibe este “modelo explícito” como discurso de ciencia escolar.

  • A partir de estas explicitaciones, y en interacción con sus conocimientos previos, los estudiantes reconstruyen en sus mentes “modelos mentales idiosincrásicos”.

Coincidencia de modelos mentales:

  • Idealmente, ambos modelos mentales –el del experto y el del estudiante que ha aprendido correctamente– deberían coincidir.

  • Sin embargo, debido a la complejidad de los modelos, cabe reflexionar sobre hasta qué punto se logran los objetivos de aprendizaje de un tema complejo.




Básicamente, en la Figura 2 se sostiene que:

  • Los científicos y docentes construyen modelos mentales expertos sobre fenómenos, que deben ser simplificados para ser enseñados.

  • Los estudiantes desarrollan sus propios modelos a partir de la información recibida.

  • Es crucial diferenciar entre "conocimiento" (construido en la mente) e "información" (discursos externos).

  • Los errores de los estudiantes pueden originarse en procesamientos inadecuados del discurso científico escolar.


EL LENGUAJE DESDE LA SEMÁNTICA


Importancia de la lingüística en investigaciones educativas:

  • La lingüística es crucial para comprender cómo se otorgan significados a las palabras y cómo se relacionan entre sí en la mente de los individuos.

  • Aitchison (1994) y Cruse (1990) explican cómo las palabras se seleccionan y adquieren significado a través de relaciones contextuales y sistemáticas.

  • Lyons (1997) describe la estructura léxica de una lengua como una red de relaciones de sentido, revelando cómo están organizadas las palabras en el léxico mental de cada individuo.

  • Quillian (1968) y Sigman y Cecchi (2001) coinciden en que las palabras constituyen redes organizadas en campos semánticos en el léxico mental.

Aplicación en la enseñanza de la Química:

  • La mayoría de los términos en el lenguaje de la Química no tienen una significación sencilla dentro del léxico mental de los estudiantes, lo que dificulta su inserción en contextos de significación apropiados.

  • Los estudiantes enfrentan obstáculos cognitivos al intentar integrar nueva información química en marcos de significación ya construidos, provenientes de la experiencia cotidiana.

  • La contextualización semántica de los conceptos químicos determina las relaciones que los estudiantes pueden establecer con ellos y condiciona la construcción de su modelo mental.

  • Taber (2009) destaca que comprender la química implica entender el simbolismo utilizado en esta disciplina, incluyendo variantes de estilo en el lenguaje de las ecuaciones químicas, que pueden suponer sutiles cambios de significación.

  • Los docentes deben ser conscientes de las dificultades que enfrentan los estudiantes para discriminar diferencias o aspectos comunes en los cambios de códigos dentro del discurso químico.


"El lector podrá comprender mejor estas dificultades mencionadas en los párrafos anteriores si trata de descifrar los motivos conceptuales que subyacen a cada una de las diferentes opciones de escritura simbólica de la misma reacción química, presentadas en la Figura 3. Por un lado, si el lector no es un experto en química, podrá darse cuenta inmediatamente de las dificultades con que se enfrenta un lector novato para comprender estas diferencias de formato. Por otro lado, si el lector es un especialista en química, tendrá que hacer un esfuerzo mental para situarse (momentáneamente) en el rol de un estudiante novato, y tomar conciencia sobre la complejidad conceptual necesaria para comprender dichas diferencias"




"Veamos otro ejemplo, tomado de un texto (Química de la American Chemical Society, 2005) donde se presentan las fuerzas de atracción intermoleculares de tipo dipolo-dipolo. Se trata de un dibujo, tal como el que se muestra en la Figura 4, y un texto –copete– que dice “¿Cómo se pueden visualizar las atracciones dipolo-dipolo? Mientras se empujan unas a otras en el líquido, las moléculas dipolares favorecen las disposiciones en las que se maximicen sus interacciones dipolo-dipolo.



El ejemplo presenta una representación gráfica de fuerzas dipolo-dipolo y un texto explicativo, pero para un novato puede resultar confuso. La falta de claridad en la representación gráfica, la ausencia de dinamismo, y la redundancia en los códigos de colores pueden llevar a interpretaciones erróneas. Los dibujos estáticos no expresan completamente los aspectos dinámicos de los modelos cinéticos de la materia. Incluso las animaciones pueden no garantizar la comprensión de las fuerzas intermoleculares según estudios previos."



LOS ESTUDIANTES SE ENFRENTAN CON LENGUAJES CRÍPTICOS



Hipótesis sobre aprendizaje en Química:

  • Los estudiantes se enfrentan a un discurso complejo en Química, escrito en múltiples lenguajes.

  • Cada lenguaje utilizado en Química remite a conceptos abstractos y entes inobservables, lo que dificulta su comprensión.

  • Los estudiantes reciben pasivamente una cantidad abrumadora de información científica escolar y suelen memorizar fragmentos descontextualizados.

  • Frente a preguntas que exigen mostrar sus modelos mentales, los estudiantes evidencian fallas de aprendizaje.

Ejemplo paradigmático de investigación sobre aprendizaje de disoluciones en Química:

  • Se realizó una investigación con estudiantes de 4º año de Química, de 16 años, en un Bachillerato de la Ciudad de Buenos Aires, sobre sus aprendizajes previos en el tema de "disoluciones".

  • La enseñanza tradicional del tema tuvo lugar el año anterior, y la docente realizó un repaso de todos los temas involucrados, incluyendo interacciones intermoleculares.

  • Los estudiantes utilizaron libros de texto como fuente de información para sus estudios y realizaron consultas en varias fuentes.

  • Durante la investigación, se les pidió que explicaran lo ocurrido en una disolución de cloruro de sodio en agua, con textos y dibujos, para identificar correctamente los tipos de sistemas formados y las interacciones involucradas.

  • Los estudiantes presentan dibujos y explicaciones que revelan fallas conceptuales, como el caso del estudiante F.

  • El dibujo del estudiante F refleja una representación errónea desde el punto de vista científico, sin comprender conceptos clave como la disociación iónica y la solvatación de los iones.



Reflexiones finales:

  • Los expertos identifican que el dibujo del estudiante no refleja conceptos clave y que probablemente solo reorganizó su respuesta a partir de una proposición verbal.

  • Se destaca la importancia de comprender completamente el tema y evitar memorizar fragmentos descontextualizados para un aprendizaje efectivo en Química.



"...con un aprendizaje con comprensión parcial, los estudiantes fundamentalmente memorizarían aspectos descontextualizados del discurso escolar; y este proceso ocurriría para cada uno de los lenguajes utilizados en dicho discurso. Asimismo, al ver el dibujo de la Figura 5, un experto decide que, desde el lenguaje gráfico, el cloruro de sodio está dibujado como una molécula, y el agua, por su tamaño y polaridad, no podría como molécula rodear-englobar a los iones juntos... Sin embargo, es muy probable que estas cuestiones no hayan sido así conceptualizadas por el estudiante, quien probablemente sólo reorganizó su respuesta a partir de la proposición verbal mostrada en su dibujo, e ideó una forma gráfica arbitraria para representar –a su manera, de la mejor forma posible– dicha proposición."



CONCLUSIONES


  • La complejidad de los lenguajes utilizados en Química tiene varias componentes:

  • Los conceptos químicos fundamentales son modelos abstractos, como electrones, iones, protones, etc., que no son "reales" sino "modelos de" o "modelos para" (Galagovsky, 2008b; Galagovsky, 2010a).

  • Los lenguajes son convenciones, lo que requiere la comprensión de los códigos y formatos sintácticos específicos. El lenguaje gráfico utilizado para describir modelos submicroscópicos es especialmente polisémico (Galagovsky, 2008b).

  • ".. los lenguajes son convenciones; por lo tanto, comprenderlos requiere la explicitación de los códigos utilizados y la comprensión de los formatos sintácticos específicos. El lenguaje gráfico que intenta describir los modelos submicroscópicos, atómicos, y subatómicos de la Química es especialmente polisémico. Surge así la necesidad de, al menos, consensuar los códigos gráficos utilizados durante la enseñanza de la química"

  • La distancia entre el modelo mental de los expertos y el de los estudiantes es evidente debido a la complejidad del discurso químico. ¿Cómo lograr que los estudiantes construyan modelos mentales consistentes con los de los expertos?

    • "...reflexionar sobre esta respuesta sobrepasa la intención del presente capítulo; sin embargo, un ejemplo de los puntos de vista derivados de las concepciones aquí expresadas puede verse en Galagovsky y Giudice (2008)."

  • Este capítulo plantea la necesidad de reflexionar sobre la polisemia y los códigos variados utilizados en los lenguajes de la Química, en lugar de su uso irreflexivo y con carácter de verdad absoluta (Galagovsky, 2008b).

  • Es importante considerar la historia detrás de los lenguajes químicos, como la presentación, nominación, clasificación y dibujo de átomos, moléculas, conformeros, isómeros, etc. (Galagovsky, 2008b).

  • La incorporación de la historia en las clases de química puede motivar a los estudiantes y ayudar en la construcción de una mejor comprensión sobre la naturaleza de la ciencia (Scheffel et al., 2009; Galagovsky, 2008b; Galagovsky, 2010a).



Bibliografía citada


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