La Física en 2005 y el Aprendizaje Significativo

Se discute la enseñanza de la física sobre la base de la teoría del aprendizaje significativo de Ausubel, específicamente lo que se refiere a la contraposición entre el aprendizaje significativo y el aprendizaje mecánico. En el primer caso el alumno logra relacionar de forma esencial y no arbitraria lo que trata de aprender con lo que ya conoce. En el segundo sólo se forman asociaciones arbitrarias con la estructura cognitiva del que aprende, y el alumno no puede utilizar el conocimiento de forma novedosa o innovadora. De presentarse irregularidades durante el aprendizaje de la Física (o las Matemáticas), éstas difícilmente podrán ser removidas o subsanadas más adelante; más bien servirán de base para nuevas insuficiencias. Lo anterior es válido no sólo para la especialidad de Física, sino en general para cualquiera de las especialidades asociadas a la "pirámide de conocimientos" de la que la Física forma parte. Esta pirámide incluye la Química, las Ciencias de la Vida y de la Tierra, y prácticamente todas las ingenierías.

La Física forma parte de las llamadas Ciencias Básicas, ya que en mayor o menor grado sirve de base a muchas otras ciencias e ingenierías. En la "pirámide de los conocimientos" ocupa el lugar que se muestra en el esquema adjunto , donde su universo de aplicación es superado solamente por las Matemáticas.

La pirámide representa correctamente la realidad de que, por ej., para comprender lo esencial de un enlace químico, del movimiento de precesión de la tierra en su órbita, de las barreras de potencial en las membranas celulares o de la distribución de esfuerzos en cualquier edificación, por poner sólo un ejemplo de cada caso, resulta indispensable poseer conocimientos de física bastante extensos.

De aquí que la Física, junto a las demás Ciencias Básicas, sea usualmente objeto de especial atención en cualquier sistema educacional.

Sin embargo, y quizás con más frecuencia en los últimos cursos, al comentar con otros colegas de diversas universidades y especialidades el avance del proceso de enseñanza-aprendizaje, hemos encontrado consenso acerca del aumento del número de estudiantes que no logran aprender física lo suficiente. El número de alumnos que necesitan ir a convocatorias extraordinarias de examen aumenta, mientras que los que alcanzan buenas notas en las asignaturas de física disminuye.

Usualmente atribuimos esta situación a que muchos de estos estudiantes "no tienen" o "les falta" base para comprender y asimilar determinados temas de estudio. Unas veces se comenta la falta de conocimientos matemáticos; otras, la ausencia de conceptos elementales de física o de química. Y valdría la pena preguntarnos: ¿Hasta donde son ciertos estos comentarios? ¿Existe verdaderamente esta "falta de conocimientos"? Y, de existir ¿no se podría suplir o subsanar esta falta de alguna forma?

En fin, ¿existe alguna base teórica que permita alcanzar conclusiones sobre este tema?

Veamos que opina al respecto David Paul Ausubel, (1918 - ) psicólogo nacido en New York, creador de la teoría del aprendizaje significativo y uno de los fundadores de las modernas teorías constructivistas del aprendizaje. Ausubel establece una clara distinción entre dos diferentes tipos básicos de aprendizaje: uno es el denominado "aprendizaje significativo"; el otro, el "aprendizaje mecánico". Estos conceptos contrapuestos son hoy día universalmente aceptados por todas las tendencias del constructivismo.

Según Ausubel, un aprendizaje es significativo cuando los contenidos son relacionados de modo no arbitrario y sustancial (y no al pie de la letra) con lo que el estudiante ya sabe. Por relación sustancial y no arbitraria se debe entender que las ideas se relacionan con algún aspecto existente específicamente relevante de la estructura cognoscitiva del alumno, como una imagen, un símbolo ya significativo, un concepto o una proposición .

El aprendizaje mecánico, contrariamente al aprendizaje significativo, se produce de tal forma que la nueva información es almacenada arbitrariamente, sin interactuar con conocimientos pre-existentes. Un ejemplo de ello sería el simple aprendizaje (memorístico) de fórmulas en física .

Esta nueva información es incorporada a la estructura cognitiva de manera literal y arbitraria puesto que consta de puras asociaciones arbitrarias... "el alumno carece de conocimientos previos relevantes y necesarios para hacer que la tarea de aprendizaje sea potencialmente significativa"… (/3/).

Así, más que como un proceso de simple "copiado" de contenidos, la teoría de Ausubel concibe el aprendizaje como un proceso de construcción de nuevos conocimientos a partir de los previamente adquiridos. Por ejemplo, la proposición: "en todos los casos en que un cuerpo sea acelerado es necesario que actúe una fuerza externa sobre él para producir la aceleración", tiene significado psicológico sólo para los individuos que ya poseen algún grado de conocimientos acerca de los conceptos de aceleración, masa y fuerza /4/.

Al relacionar lo nuevo con lo que ya se conoce, el aprendizaje significativo facilita el "anclaje" y retención de los conocimientos . En el aprendizaje mecánico, al no estar el nuevo conocimiento relacionado esencialmente a los conocimientos anteriores, la retención es mucho menor. "Como el saber adquirido en forma mecánica está al servicio de un propósito inmediato, suele olvidarse una vez que éste se ha cumplido" /3/. Además, resultará imposible para el estudiante utilizar el nuevo conocimiento de forma original o innovadora.

Los conceptos de aprendizaje significativo y mecánico se resumen en el esquema siguiente:

Es necesario resaltar que la teoría no considera excluyentes el aprendizaje mecánico y el significativo. Más bien se considera una gradación continua, donde el aprendizaje significativo y el mecánico se encuentran en los extremos de la escala. El desplazamiento hacia uno u otro extremo de la escala estará determinado por los conocimientos previos del estudiante.

La importancia vital atribuida por Ausubel a los conocimientos previos queda resumida de la siguiente manera /3/:

"Si tuviese que reducir toda la psicología educativa a un solo principio, enunciaría este:

De todo lo anterior se concluye que el aprendizaje mecánico es altamente acumulativo, similar a una especie de "reacción en cadena". Un nuevo conocimiento adquirido de manera mecánica, y que sea a su vez necesario para la obtención de otros conocimientos, conducirá sin remedio a la adquisición mecánica de esos otros conocimientos.

En el caso de la Física, donde tanto la dependencia de conocimientos matemáticos previos como el grado de interrelación y concatenación entre sus diversos conceptos y leyes son altísimos, esta conclusión resulta ser extraordinariamente importante.

Igualmente, las etapas "saltadas" o incompletas en el proceso docente-educativo serán extremadamente difíciles - por no decir imposibles - de recuperar, ya que el estudiante estará muy ocupado tratando de asimilar los conocimientos correspondientes al nivel de enseñanza presente, y no será capaz por sí solo de determinar cuales son los conocimientos que le faltan para poder asimilar correctamente los nuevos conocimientos.

Si por algún motivo en determinado nivel educacional se omite la transmisión al estudiante de los conocimientos indispensables para vencer etapas posteriores (programas inadecuados, políticas educativas erróneas), o si por alguna otra oscura razón (paternalismo, fraudes, promocionismo) el estudiante logra vencer niveles educativos sin estar realmente preparado para ello, el porcentaje de conocimientos adquiridos en la forma mecánica descrita por Ausubel se incrementará drásticamente. A la larga, y aunque siempre hay excepciones, a partir de determinados límites esta situación debe conducir a cualquier estudiante normal a la incapacidad generalizada para adquirir nuevos conocimientos significativos y, finalmente, al fracaso académico.

La posibilidad alterna es la de recibir un graduado con capacidades limitadas, con pobre retención de muchos de sus conocimientos e incapaz de utilizar esos conocimientos de forma novedosa o innovadora, con la correspondiente afectación tanto para la persona individual como para la sociedad en su conjunto. Esto es valido no sólo para la especialidad de Física, sino en general para cualquiera de las especialidades asociadas a la "pirámide de conocimientos" mencionada anteriormente.

En resumen, en respuesta a las preguntas planteadas al inicio, la teoría del aprendizaje significativo de Ausubel conduce a la conclusión de que resulta trascendental evitar al máximo, en todos los niveles de enseñanza, el aprendizaje mecánico y las posibles irregularidades que pudieran presentarse durante los cursos de la Física (y Matemáticas).

Las insuficiencias adquiridas por el futuro estudiante promedio de Ciencias o Ingeniería, en cualquier nivel de enseñanza, difícilmente podrán ser removidas o subsanadas más adelante; más bien servirán de base para nuevas insuficiencias.

Referencias

LEDERMAN L.M., The Role of Physics in Education, Revista Cubana de Física, vol. 20, 2, 2003, p.71

POSADA José María de; Memoria, Cambio Conceptual y Aprendizaje de las Ciencias, Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol. 1 Nº 2 (2002) 1-22

AUSUBEL, D.P., NOVAK., HANESIAN H., Psicología Educativa: Un punto de vista cognoscitivo, Ed. TRILLAS México (1983)

Dpto. Física Aplicada, Facultad de Física,

Universidad de La Habana,