Indagación y cambio conceptual en la enseñanza de la biología

De acuerdo con Novak (1964), "La indagación es una serie de comportamientos involucrados en los seres humanos para encontrar explicaciones razonables de un fenómeno acerca del cual se quiere saber algo".

Por otro lado, Bybee (2000) considera la indagación como un proceso, el cual estará completo, cuando: "sabemos algo que no sabíamos cuando empezamos [la investigación]. Incluso cuando nuestra investigación falla en encontrar la respuesta; al menos la indagación nos permitirá tener un mayor entendimiento sobre los factores involucrados en alcanzar la solución".

Asimismo, Rutherford (1964) señala que la indagación "se alcanza cuando el contenido y los conceptos son comprendidos en el contexto de cómo fueron descubiertos y que permitan puedan ocurrir futuras indagaciones." De esta forma comenta la importancia de que los profesores de ciencias tengan antecedentes en historia y filosofía de la ciencia, por lo que, desde nuestra perspectiva, la enseñanza basada en la indagación involucra que la educación en ciencias incluya en su currículo la Naturaleza de la Ciencia (NdC).

Bybee (2004) explica que la enseñanza y el aprendizaje basados en la indagación deben integrar tres componentes: 1) habilidades de indagación (lo que deben hacer los estudiantes); 2) el conocimiento acerca de la indagación (lo que se debe comprender de la naturaleza de la indagación), y 3) una aproximación pedagógica para la enseñanza de los contenidos científicos (lo que deben hacer los docentes). En cuanto a la aproximación pedagógica, Schwartz (2004:612) opina que se debe incluir explícitamente como contenido de conocimiento científico la NdC. Asimismo, Garritz (2006:147) dice que la indagación debe ser tanto un medio —la indagación como enfoque instruccional— como un fin de la enseñanza —la indagación como finalidad del aprendizaje.

En el 2004, Lederman (2004) recomendó integrar al currículo tanto a la naturaleza de la ciencia como a la indagación, dado que ambas son contextos importantes. Esto se puede hacer en tres posibles enfoques de la enseñanza basada en la indagación y con énfasis en la naturaleza de la ciencia: implícito, histórico y explícito.

El énfasis de la indagación como pedagogía no es nuevo, afirma Reneé Schwartz et al. (2004:614), ya que explica que desde 1938 ya se centraban esfuerzos por enfatizar las habilidades procedimentales de los científicos.

Diferentes aproximaciones de enseñanza y el aprendizaje basado en indagación

Parece natural, entonces, que a lo largo de un siglo se encuentren una variedad importante de interpretaciones y asociaciones del concepto de indagación. La enseñanza de la ciencia basada en la indagación científica se ha comprendido de diversas formas a través de los años (Duschl y Grandy, 2005; Abd-El-Khalick et al., 2004), y se ha promovido desde una variedad importante de perspectivas. De acuerdo con David Haury (1993), algunas perspectivas han hecho énfasis en la naturaleza activa del estudiante, como indicaba Dewey, asociando indagación con la enseñanza de tipo "manos en la masa" y el posterior complemento "manos en la masa y mente trabajando" (Hofstein, et al., 2005; Arango et al., 2002), mientras otras han relacionado indagación con una aproximación de descubrimiento o con el desarrollo de procesos y habilidades relacionadas con el métodos de hacer investigación científica (propuesta original de Schwab).

Por ejemplo, Uno (1990:841) define la indagación como: "Un método pedagógico que combina actividades de manos en la masa con discusiones centradas en los estudiantes y el descubrimiento de conceptos." Oliveira (2009:804) se suma a esta visión diciendo que "la enseñanza basada en la indagación es comúnmente definida como un modo instruccional en el que el profesor de ciencia renuncia, al menos parcialmente, a su papel de experto en ciencia al ceder derechos instruccionales como proveer respuestas correctas, decir a los estudiantes qué hacer y evaluar las ideas de los estudiantes." Estas ideas marcadas en negritas empiezan a cobrar fundamental importancia dentro de un proceso constructivista de indagación, dado que la educación deja de ser centrada en el docente para pasar a ser centrada en el estudiante y dejando al profesor como el facilitador o el guía dentro del proceso de construcción del aprendizaje. Esta idea se acota con las propuestas originales de indagación, ya que en éstas no se especifica el tipo de enfoque pedagógico que lo sustente.

Minner et al. (2010) comentan que en EUA, Australia, Inglaterra y la Comunidad Europea, desde su política educativa han impulsado la enseñanza basada en la indagación como medio para mejorar la comprensión de los estudiantes en conceptos y procedimientos científicos. De acuerdo con John Bencze (2009:862), los nuevos enfoques que se han utilizado en los últimos años dentro del currículo de los diversos países han sido influenciados por los estándares nacionales para la educación en ciencias de los Estados Unidos de América (NRC, 1996, 2000).La proliferación de estudios sobre el cambio concep- tual que se ha venido produciendo en las dos últimas décadas ha causado un fuerte impacto debido a varias razones (Rodríguez Moneo, 2000). En primer lugar, ha favorecido el desarrollo de las nuevas con- cepciones sobre el aprendizaje. En segundo lugar; ha propiciado un modelo de desarrollo intelectual dis- tinto del ofrecido desde las concepciones evolutivas clásicas. En tercer lugar y derivado de lo anterior, ha contribuido a la consolidación de las actuales pers- pectivas sobre el proceso de adquisición de conoci- miento en la enseñanza, dando lugar al desarrollo de nuevas aplicaciones didácticas, sobre todo en la en- señanza de las ciencias.

La nueva etapa del aprendizaje

Desde una perspectiva vinculada con la investiga- ción más básica, los trabajos sobre el cambio conceptual han determinado, en parte, que el aprendizaje recupere el protagonismo perdido. Durante el conductismo el aprendizaje fue el tema central de la psicología. Sin embargo, con el comienzo de la psicología cognitiva se produjo una reacción al hasta entonces ‘‘tema rey’’ de la disciplina, y la investiga- ción sobre el aprendizaje cedió terreno al estudio de otros procesos psicológicos básicos como la ción, la percepción o la memoria (Glaser, 1995; Vosniadou,1996).Lostrabajossobreelcambiocon- ceptual, junto con el progreso habido en estos cam- pos, han alentado que se vuelva a centrar la atención en el aprendizaje, convirtiéndolo en uno de los cam- pos de investigación más activos en la actualidad (Reimann y Spada, 1996).
Desde los modelos del cambio conceptual se contempla tanto el resultado como el proceso de aprendizaje, ya que el cambio no sólo se refiere al producto de la transformación generada en la estruc- tura de conocimiento de las personas, sino también al proceso por el cual tiene lugar dicha transforma- ción (Chi, 1992). Además, sus análisis parten de los conceptos, que son las unidades elementales de co- nocimiento (Barsaluou, 1992; Rosch, 2000) y están presentes en los restantes tipos de conocimiento de los individuos (Aparicio y Rodríguez Moneo, 2003).
Muy brevemente, los conceptos sirven para organizar la información del entorno, para propor- cionar explicaciones sobre la realidad, para hacer pre- dicciones y para poder actuar en el mundo. Imagi- nemos, por ejemplo, cómo serían las cosas si no discriminásemos entre la gran cantidad de instancias (libros, árboles, caballos...) que existen en el entorno natural en el que nos desenvolvemos. Pensemos también, dentro del dominio de la química, por ejemplo, si no pudiésemos diferenciar entre los dis- tintos tipos de sustancias puras y mezclas, o entre diferentes elementos químicos. No podrían desarro- llarse teorías ni principios o leyes.
Resulta necesario organizar la información. Para ello, atendemos a las regularidades o semejanzas entre las instancias y, en función de dichas semejan- zas, establecemos clases, o categorías, que dotan de estructura a la información proveniente del medio. Pero el agrupamiento de distintas entidades en una categoría puede hacerse desde diversos criterios de semejanza. La razón última por la que agrupamos las entidades en ciertas categorías y no en otras se debe al uso que hacemos de nuestros conocimientos.
Pues bien, la representación mental de estas clases son los conceptos (Rodríguez Moneo, 1999).