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1. Introducción
Este trabajo forma parte de un proyecto de investigación
que fue evaluado y aprobado en agosto de 2002, por la Secretaría
de Ciencia y Técnica de la UNCPBA (Universidad Nacional del
Centro de la Provincia de Buenos Aires)
El objetivo general del proyecto, es responder la pregunta:
¿Se puede enseñar a "ver" la estrategia
de resolución de un problema?
Esperamos poder dar respuesta a esta pregunta, puesto que al analizar
las dificultades que presentan los alumnos para resolver situaciones
problemáticas relacionadas con la Química, se pueden
obtener datos en cuanto a los obstáculos conceptuales y procedimentales,
que permitan elaborar orientaciones didácticas para una propuesta
metodológica de enseñanza - aprendizaje.
2. Antecedentes
Un antecedente importante en esta temática, es el cuadro
clásico de recomendaciones de G. Polya sobre métodos
matemáticos, incluido en su libro "¿How to solve
it?", donde indica los pasos a tener en cuenta para resolver
un problema:
a) "Entender el problema: ¿Cuál es la incógnita?
¿Cuáles son los datos? ¿Cuáles son
las condiciones? ¿Es posible satisfacer esa condición?
¿Es ella suficiente para determinar la incógnita?
¿Es insuficiente? ¿Redundante?
b) Busque la conexión entre los datos y la incógnita.
Puede necesitar considerar problemas auxiliares para encontrarle.
Elabore un plan de la solución.
c) Lleve a cabo el plan. Controle cada etapa. ¿Los pasos
son correctos?
d) Examine la solución obtenida. ¿Puede llegar
al mismo resultado por otra vía?"
También es interesante lo afirmado por A. De Pro Bueno (1998):"Los
docentes destacan la importancia de que los alumnos aprendan a resolver
problemas. El estudio de este tema, lo podemos insertar en los tres
procesos y metas fundamentales: conceptual (entender), operacional
(hacer) y creativo (innovar). Son numerosas las habilidades procedimentales
implicadas en este aprendizaje, fundamentalmente las habilidades
de investigación como: - Identificación del problema
- Predicciones e hipótesis - Relaciones entre variables -
Observación - Medición - Clasificación y seriación
- Técnicas de investigación - Transformación
e interpretación de datos - Análisis de datos - Utilización
de modelos - Elaboración de conclusiones."
Además Oñorbe (1996), en un trabajo sobre la opinión
de los profesores al detectar las dificultades de alumnos y alumnas
cuando resuelven problemas, da la máxima valoración
a los fallos relacionados con los conocimientos, la incomprensión
del enunciado, la falta de trabajo, y los errores operativos.
Ignacio Pozo Municio (1994) destaca la importancia de "fomentar
en los alumnos la capacidad de aprender a aprender. Uno de los vehículos
más asequibles para llevar a los alumnos a esta habilidad,
es la resolución de problemas. El objetivo final de que el
alumno aprenda a resolver problemas es que adquiera el hábito
de plantearse y resolver problemas como forma de aprender".
Por último adherimos a lo manifestado por María Teresa
Lugo (1998) cuando dice: "Comprender significa poder ir más
allá de lo aprendido, operar con el conocimiento en situaciones
nuevas para resolver problemas. La enseñanza debe generar
comprensiones genuinas".
3. Planteo del problema
En muchas ocasiones, hemos visto que enunciados de problemas, aparentemente
sencillos, producen desconcierto en los alumnos dificultando su
resolución.
El problema "difícil", base de este trabajo, es
uno de esos casos. Tiene como antecedente su utilización
en el primer parcial de Química, del Ciclo Básico
Común de la UBA (Universidad Nacional de Buenos Aires), en
el año 1985. En aquel momento, sólo un 5% lo resolvió
correctamente, y esto generó una queja de los alumnos ante
el titular de la materia, ya que manifestaban que en la guía
de problemas no existía ninguno tan "difícil",
de ese tipo.
El problema era:
| En un recipiente de acero se colocan 8 gramos de un gas noble
desconocido, a una temperatura de 27 ºC y una presión
de 1,23 atmósferas. Se elimina dicho gas del recipiente,
y se colocan 12,8 gramos de oxígeno gaseoso, a la misma
temperatura, obteniéndose el doble de la presión
anterior. ¿Cuál es el gas desconocido? |
4. Metodología y resultados
Durante el año 2003, se utilizó este problema para
realizar diagnósticos en varios cursos de Polimodal, de diferentes
escuelas de la ciudad de Tandil (EEM Nº 8, Colegio Sagrada
Familia, Colegio de la Sierra) y en la Facultad de Ciencias Veterinarias
de la UNCPBA (80 alumnos de 1er. año), para detectar la presencia
o no, de contenidos procedimentales, que le permitieran al estudiante
una correcta resolución. También permitió identificar
las posibles causas de errores.
Esta evaluación también se realizó, con un
grupo de alumnos, que participan del "Taller de entrenamiento
en la resolución de problemas de Química", actividad
de extensión, avalada por el Consejo Académico de
la Facultad de Ciencias Veterinarias.
Detectamos como causas principales de errores:
- Dificultades con las unidades.
- Errores operativos matemáticos.
- Calculan dos volúmenes diferentes para el recipiente.
- Cálculo erróneo del mol de oxígeno
- Errores conceptuales en las magnitudes: confunden masa y volumen.
- Fundamentalmente, la dificultad mayor, que causa desconcierto
en los alumnos al leer el problema (y que surge claramente en
las entrevistas realizadas), estriba en que no encuentran el dato
del volumen para aplicar la Ley General de los gases ideales a
la sustancia desconocida, ni "ven" que hay datos del
otro gas, para calcularlo previamente.
Frente a estos obstáculos, y con el fin de buscar estrategias
que permitan salvarlos, a comienzos del ciclo lectivo 2004, se implementó
en un primer año de Polimodal (35 alumnos de entre 14 y 15
años), una actividad para trabajar la habilidad procedimental
necesaria (relacionar variables), como táctica resolutiva
para este problema.
Se indagaron las ideas de los alumnos, acerca de los conceptos
de peso específico, masa, peso y volumen, con sus correspondientes
unidades.
Luego, los estudiantes determinaron, aplicando la fórmula
correspondiente, el volumen de diferentes cuerpos (cubo, prisma
rectangular, cilindro, esfera), realizados en plastilina. Esto permitía
ir cambiando la forma del objeto, para obtener resultados similares.
Luego se midió el volumen, de otra manera (generalmente con
menos error), por ascenso del nivel de agua, en una probeta.
También se pesó el objeto, en una balanza, para luego
determinar el peso específico, por división entre
las dos variables.
Consideramos que esta actividad concreta es muy significativa,
ya que permite visualizar y relacionar los conceptos trabajados.
Posteriormente se propuso la resolución de problemas más
abstractos, donde tenían que operar con las fórmulas
utilizadas, despejando variables y manejando las unidades correctamente.
Por último, se les propone un problema que requiere una
estrategia de resolución, es decir, la aplicación
conjunta de dos fórmulas ("dos problemas en uno",
lo definió un alumno).
Dos ejemplos, podrían ser:
a) dadas las dimensiones del objeto, y su peso, calcular el peso
específico (como se lo hizo en la experiencia con la plastilina),
o bien, dado éste y las dimensiones, calcular el peso del
objeto.
b) Dado el peso específico y el peso del objeto, determinar
una de las dimensiones del mismo.
En abril, luego de trabajar las Leyes de los gases ideales, y de
resolver ejercicios típicos de este tema (aplicación
de las fórmulas correspondientes), se les propuso el problema
investigado. Con gran sorpresa, el 80 % de los alumnos lo resolvió
correctamente.
Durante las entrevistas que hicimos mientras lo estaban resolviendo,
varios dijeron: "falta un dato", "¡no tenemos
el volumen!" y otros volvieron a definirlo como "dos problemas
en uno".
5. Conclusiones
El buen rendimiento obtenido, nos motiva a seguir trabajando en
esta línea, buscando las formas de lograr aprendizajes significativos,
tanto en los contenidos conceptuales como procedimentales, necesarios
ambos para la resolución de un problema.
Nos interesa que puedan resolver problemas pero no aprendiendo
un mecanismo automático, o reemplazando datos en un algoritmo,
sin entender lo que están haciendo.
Lo importante es que el alumno se pregunte: ¿por qué
hago esto?, ¿para qué lo hago?, adquiriendo así
las habilidades necesarias que les permitan poder operar con el
conocimiento en nuevas situaciones.
Bibliografía
DE PRO BUENO, A. 1998. ¿ Se pueden enseñar contenidos
procedimentales en las clases de ciencias?. Enseñanza de
las Ciencias 16(1), 21-24.
KEMPA, R, F. 1986, Resolución de Problemas de Química
y Estructura Cognitiva. Enseñanza de las Ciencias, 4 (2),
99-110.
LUGO, MARÍA TERESA y otros, 1998. El problema de la comprensión
en la escuela. Módulo 4. Enseñar a pensar en la Escuela.
Ministerio de Cultura y Educación. República Argentina.
OÑORBE DE TORRE, A. y SÁNCHEZ JIMÉNEZ, J.M..1996.
Dificultades en la enseñanza-aprendizaje de los problemas
de Física y Química. I. Opiniones de los alumnos.
Enseñanza de las Ciencias, 14 (2), 165 - 170.
POLYA, G. 1945, ¿How to solve it?. Princeton University
Press. (Traducción castellana: como plantear y resolver problemas.)
México.Trillas.
POZO, J. I. Et al. 1994. La Solución de Problemas, Aula
XXI, Santillana.
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