OBSTÁCULOS EPISTEMOLÓGICOS Y NÚCLEOS PROBLEMÁTICOS: DOS ENFOQUES DE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE BIOLOGÍA EVOLUTIVA

CAPÍTULO 6 OBSTÁCULOS EPISTEMOLÓGICOS Y NÚCLEOS PROBLEMÁTICOS: DOS ENFOQUES DE INVESTIGACIÓN EN DIDÁCTICA DE BIOLOGÍA EVOLUTIVA Eréndira Alvarez Pérez *, Ma. Cristina Hernández Rodríguez ** y Martha Susana Esparza Soria * *Facultad de Ciencias, UNAM **Universidad Autónoma del Estado de Morelos Introducción El objetivo de este escrito es establecer criterios para identificar las fuentes de origen de los problemas que se conjugan en la interacción didáctica y orientar posibles soluciones. Se propone un enfoque de investigación e intervención didáctica que consiste en identificar y organizar las dificultades de diferente naturaleza que se presentan al enseñar y aprender biología evolutiva (BE). Algunos de ellos son: los obstáculos epistemológicos de alumnos y profesores, la formación y las trayectorias de alumnos y docentes, la naturaleza del modelo a enseñar, las estrategias didácticas, el espacio y el formato curricular que ocupa el tema, las imágenes de la evolución desafortunadas usadas como recursos didácticos, el tratamiento del tema en los libros de texto y, lo que es más frecuente, diversas combinaciones de estos factores. A esta herramienta teórica y metodológica se le denomina “Núcleos problemáticos en la didáctica” (NUP). Para ubicar el NUP, se relaciona con el enfoque didáctico de obstáculos epistemológicos que Leonardo González Galli redefine y aplica para la enseñanza y el aprendizaje del modelo de evolución por selección natural. En una inspiración lejana a los planteamientos de Gaston Bachelard (1994 [1938]) y tomando

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como referente directo la corriente francesa de didactas de la ciencia, principalmente Jean-Pierre Astolfi (1999), “Un obstáculo es un modo de pensamiento, transversal y funcional, que compite, desde el punto de vista explicativo, con el modelo científico a enseñar” (González Galli, 2011, p. 186). El enfoque de González Galli pone en relación e integra muchos de los resultados de investigación en didáctica de BE, que hasta su propuesta se habían reportado atomizados en investigaciones sobre “ideas previas”, “concepciones alternativas”, “cambio conceptual”, “biología intuitiva” y “restricciones cognitivas”. Los aportes de este autor permiten no sólo describir, también integrar y explicar problemas detectados en la didáctica de BE, particularmente en relación con diversas concepciones alternativas que son expresiones de un mismo obstáculo epistemológico, lo que implica tratarlas en conjunto y no de forma independiente; a la vez, abre nuevas interrogantes sobre la naturaleza de los problemas didácticos y los objetivos de aprendizaje. En el NUP, además de los obstáculos epistemológicos que enfrentan los alumnos, se consideran problemas de diferente índole que pueden ser igualmente decisivos en la interacción didáctica. Entre obstáculos epistemológicos y núcleos problemáticos En didáctica de la BE, gran parte de la investigación se ha centrado en las ideas o los conocimientos del sujeto que aprende. Si bien existen estudios que reportan problemas de los profesores o de los textos, abundan en la literatura especializada reportes sobre las dificultades que tienen los alumnos para aprender conocimientos evolutivos ( J. Aleixandre, 1991, 1993, 2005; Bishop y Anderson, 1990: Berovoides, 1993, 2009; Guillén, 1997; Campos et al. 1999; Sánchez, 2000; Ayuso, 2002; Hernández, 2002; Meinardi y Adúriz Bravo, 2002; G. Galli 2005, 2011, G. Galli y Meinardi, 2002; G. Galli, et. al., 2008; Geraedts and Boersma, 2006; Kampourakis 2007; Moore y Cotner, 2009; Tindon y Lewontin, 2004; Van Dijk y Reydon, 2010, Wallin, 2004, por mencionar algunos). El marco teórico de González-Galli supone que las concepciones alternativas detectadas en la investigación en el campo, constituyen la expresión de formas de pensar más profundas, los obstáculos. Y se propone responder a la pregunta ¿Qué obstáculos subyacen a las concepciones de los alumnos? Identifica tres formas de pensar que pueden considerarse obstáculos para el aprendizaje del Modelo de Evolución por Selección Natural: Teleología de sentido común, Razonamiento centrado en el individuo y Razonamiento causal lineal. Cabe señalar que en la didáctica, el concepto de obstáculo epistemológico no es un factor puramente negativo ya que, aun-

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que en algún punto del proceso obtura el aprendizaje, inicialmente permite pensar sobre el tema en cuestión. En palabras de Astolfi (1999) El “error” es un medio para enseñar. Frente a este panorama, el NUP ofrece criterios para identificar, organizar y atender problemas de diferente naturaleza que se sintetizan en la figura 1, en la que se puede observar que los problemas identificados en la didáctica de la BE rebasan por mucho la dimensión cognitiva de los alumnos, arista a la que se ha cargado, hasta ahora, una buena parte de la investigación en el campo. Lo que predomina en la interacción didáctica y forma núcleos problemáticos son diversas combinaciones de estas causas. Sin duda, es necesario hacer dialogar los resultados de estudios realizados con diferentes enfoques. El NUP apunta en este sentido. Algunos de los resultados obtenidos al aplicar este enfoque de investigación e intervención didáctica pueden consultarse en Alvarez y Ruiz (2015) y Alvarez (2015). Los problemas identificados en la didáctica de la BE con el NUP pueden agruparse en: A. La disciplina de estudio y las meta-disciplinas asociadas13 Epistemología: la naturaleza, la complejidad intrínseca de los modelos a enseñar y la consecuente pluralidad teórica y metodológica de la disciplina de estudio, no suelen hacerse explícitos en los procesos de enseñanza y de aprendizaje. Pocas veces se esclarecen los alcances, los límites de él o los modelos a enseñar y los acuerdos y convenciones de la comunidad científica a cargo. La omisión de las polémicas vigentes y la imprecisión de los puntos de debate acompañan con frecuencia a la enseñanza. Historia: la naturaleza histórica del conocimiento científico, los eventos, los procesos y los actores cruciales en las disciplinas involucradas se presentan, con frecuencia, más de forma anecdótica que de procesos en construcción; más de forma dogmática y acabada que como procesos con continuidades, rupturas, con zonas de acuerdos, disensos y debates. Implicaciones filosóficas de los conocimientos evolutivos: en la historia de la humanidad, en las ciencias, en los sujetos y en la dimensión ética asociada a problemas de la vida contemporánea. 13

A. Aduríz Bravo (2010. 2011) tiene copiosas investigaciones acerca de la naturaleza de la ciencia, operaciones transpositivas y propuestas de “actividades metacientíficas” en el ámbito escolar’ referidas a la física, que son marco de referencia para la enseñanza de las ciencias.

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B. La pedagogía y la didáctica Filosofía educativa y correspondientes expresiones didácticas En México, los modelos de ciencia y de enseñanza dominantes que, en efecto, llegan al currículum y a las aulas se orientan más a la fragementación del conocimiento que a su integración. Los espacios y los formatos curriculares asignados a los conocimientos evolutivos, en general son exiguos, se reducen a un tema o a una sección en educación básica y media superior, sólo se retoman en muy pocos programas de educación superior y, con frecuencia, a sólo una materia obligatoria en programas de formación de biólogos, situación que prácticamente imposibilita la formación de pensamiento evolutivo (Ruiz, et. al., 2012). Los criterios de selección de conocimientos en cada grado escolar, su expresión en los contenidos y los objetivos de aprendizaje suelen obviar la investigación en didáctica de la ciencia en general y de la BE en particular. Lo mismo sucede con estrategias y recursos didácticos, particularmente textos e imágenes. Los sujetos involucrados en la interacción didáctica Hay amplia literatura especializada sobre los procesos cognitivos, y creencias de los alumnos que dificultan o desalientan el aprendizaje de los temas evolutivos. En la lógica del NUP, tendrían que considerarse a todos los actores del proceso educativo, no sólo a los alumnos, también las trayectorias, la formación y los perfiles de profesores, didactas, diseñadores curriculares, autores de libros de texto y de otros recursos didácticos e investigadores en BE en quienes también parecen estar presentes dificultades de diferente índole para explicar con claridad y rigor los modelos evolutivos. C. Contextos Social Las ideas difundidas y arraigadas sobre teoría, ciencia y evolución, que compiten con los modelos científicos a enseñar, con frecuencia se refuerzan en los medios masivos de comunicación y van formando nubes de difícil precipitación, no sólo por la fuerza que tienen, también por el tiempo y los recursos de que disponen. Inciden también en el aula de ciencias, las creencias sociales dominantes de diferente índole, tales como el pensamiento mágico, las creencias religiosas y sus expresiones en cada sujeto de la interacción didáctica.

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Educativo La organización y las responsabilidades del sistema educativo en su conjunto y de cada grado escolar, inciden en qué, cómo, cuánto y porqué enseñar y aprender BE. Las condiciones de trabajo impactan no sólo la interacción entre los sujetos, también los resultados educativos. Es difícil marcar qué tiene mayor relevancia en el aula, si trabajar con grupos de 45 alumnos en pubertad, los obstáculos epistemológicos que enfrentan, el reducido espacio y las insufribles bancas en que pasan alrededor de 7 horas diarias, los aletargados esquemas de trabajo, los alambicados contenidos, seguramente, una combinación anudada de éstos y otras aristas de la educación escolarizada. En este contexto, merece especial atención la responsabilidad institucional, del sistema y de las políticas educativas para la formación, la actualización docente, la evaluación y las condiciones de trabajo, aunadas, sin duda y, guardando las proporciones, la responsabilidad de profesores y alumnos. El NUP Frente a tal magnitud y diversidad de problemas, el NUP es una herramienta teórica y metodológica que permite dimensionar las propiedades emergentes de los fenómenos didácticos, que sólo pueden comprenderse y atenderse a la luz de diferentes disciplinas y niveles de organización espacio temporales de los sujetos que intervienen en el proceso, de la disciplina objeto de estudio, de principios pedagógicos y didácticos y del contexto educativo específico. Es este entramado epistémico el que complejiza la resolución de los “núcleos problemáticos” ya pueden estar relacionados –y aún ser origen unos de otros–. En consecuencia, es necesario organizar y sistematizar los resultados reportados en la literatura, esto significa distinguir las fuentes de origen y diferenciar su naturaleza, problematizar, hacer dialogar enfoques, organizar resultados, diseñar, probar y valorar propuestas didácticas integrales e integradas. Subyace al NUP un modelo transdisciplinario de investigación, diagnóstico, agrupación de problemas identificados en la interacción didáctica, diseño y contrastación de propuestas, en las que se consideran y articulan diferentes aristas de estos nodos o núcleos de problemas que en otras investigaciones sólo se tratan parcialmente y se enfocan, en su mayoría, sólo a los alumnos. Véase Figura 1. En tanto, el enfoque de investigación NUP está en construcción y en contrastación, y a reserva de continuar dándole mayor espesor reflexivo y densidad conceptual, hasta este momento, es posible caracterizarlo a partir de significa-

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Representación del modelo “Núcleos problemáticos en la didáctica” (NUP)

Figura 1. Los problemas que se condensan en la interacción didáctica, pueden agruparse en terrenos de diferente naturaleza, por lo que una organización integrada y coherente ayuda a identificar las fuentes y la naturaleza de los problemas que intervienen formando nudos problemáticos en la comprensión de las teorías evolutivas. Cada fuente de origen está representada en el esquema en lo general, y se distingue sólo con fines de explicación. Cada categoría (objeto de conocimiento, pedagogía y didáctica, sujetos involucrados y contextos) contiene subcategorías y vasos comunicantes; así, por ejemplo, en los sujetos involucrados hay también una dimensión epistemológica. Tomado de Alvarez (2015: 80). dos prácticamente literales y relacionados a partir de los propósitos didácticos de esta investigación. En su acepción general, un núcleo es una zona esencial, compacta y primordial de un sistema dado; contiene partes o información sustantiva del todo y, a la vez, tiene propiedades emergentes; puede fusionarse y también fisionarse. Y según la distribución y la densidad de sus componentes, su estado de energía puede ser estable, excitado o en inter fase. Los núcleos problemáticos en la didáctica de la BE, se asumen en esta propuesta como una zona central y densa de problemas cohesionados que en cada contexto educativo tiene mayor o menor peso en la interacción didáctica, y que complejizan su resolución. En general, se encuentran en un estado estable en el

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que se van fusionando otros problemas; una intervención didáctica, que considere al sistema en su conjunto y conozca su zona nuclear, puede hacerlo transitar a escenarios más fértiles en términos de formar profesores y alumnos con pensamiento evolutivo. Núcleos problemáticos identificados Metadisciplinas asociadas a la disciplina de estudio Epistemología e historia de Biología evolutiva.- La construcción del conocimiento evolutivo y sus métodos de estudio, la pluralidad teórica de este campo, los vívidos debates que existen en torno al predominio de un proceso sobre otro; el ritmo y el modo de los procesos macroevolutivos; las unidades de selección; la relevancia de la herencia epigenética en la evolución; la información que aporta el estudio de las distintas fuentes de variación e innovación evolutiva; son algunos de los campos de la BE, desde los que se construyen y discuten modelos evolutivos que dan cuenta de la naturaleza y la complejidad de este campo de conocimiento que abarca desde el nivel molecular hasta el paleontológico y biogeográfico, y que es paradigmático en términos de metodología de la ciencia y construcción histórica e inacabada del conocimiento científico (Ridley, 2004; West-Eberhard, 2007; Jablonka y Lamb, 2005; Morrone, 2001; Kampourakis, 2014; Margulis y Sagan, 2002; Eldredge 1997). Implicaciones filosóficas del conocimiento biológico.- Las teorías evolutivas nacen polémicas y continúan siéndolo, no sólo al interior de la biología y de otras ciencias, también en otras esferas, en tanto implican transformaciones, confrontaciones y, en su caso, rupturas de los marcos de referencia de los sujetos y de las sociedades para comprender y transformar lo humano, lo biológico y lo cultural. Pedagogía, didáctica de Biología evolutiva y sujetos que intervienen Filosofía educativa y correspondiente expresión didáctica Dada la naturaleza de los modelos evolutivos reseñada en el inciso anterior, es necesario generar condiciones favorables para formar pensamiento evolutivo. El diseño curricular de cada grado escolar, la selección de conocimientos y su expresión en los contenidos, tendrían que considerar la historia y la epistemología de la BE, de la investigación en didáctica y de situaciones y problemas de la vida contemporánea relacionados con este campo de conocimiento. Los espacios y los formatos curriculares asignados a los conocimientos evolutivos han de pensarse como ejes estructurales de la enseñanza de la biología (Ruiz, et. al., 2012).

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Los objetivos de aprendizaje tendrán que enfocarse de acuerdo con la naturaleza del o los modelos evolutivos objetos de conocimiento, la investigación en didáctica y la vida contemporánea. De igual forma, se tendrá que seguir avanzando en el diseño y puesta a prueba y valoración de estrategias y recursos didácticos orientados por estas disciplinas, considerando: Los sujetos que intervienen en la interacción didáctica l

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Alumnos Los obstáculos epistemológicos y las concepciones alternativas asociadas a éstos que presentan los alumnos: el pensamiento teleológico, el pensamiento causal lineal y el pensamiento centrado en el individuo (González-Galli, 2011). La confrontación, en ocasiones conflicto, entre tendencias epistemológicas arraigadas en los sujetos, frente a las que resultan contra-intuitivos principios y conceptos evolutivos (Cft. Pozo y Gómez Crespo, 2006). Docentes Las tendencias, los obstáculos y las concepciones que presentan los profesores (Meinardi, E. y Adúriz Bravo A., 2002). El deficiente dominio docente del tema, relacionado con la formación, las trayectorias y los perfiles docentes.

Otros actores Didactas, diseñadores curriculares, autores de libros de texto y de otros recursos didácticos, investigadores en BE, son todos actores de la transposición didáctica y representan aristas por investigar que, sin duda, darán luz para desanudar problemas identificados en la interacción didáctica. Sugerencias didácticas en biología evolutiva a partir detectados con el NUP

de los problemas

A continuación, se presenta una agrupación de sugerencias didácticas derivadas de los problemas identificados a partir del enfoque de investigación NUP, que recapitula investigaciones previas, de las que suscriben y de estudios realizados en diferentes partes del mundo, acerca de la enseñanza y el aprendizaje del modelo de evolución por variación y selección natural (mevsen). El objeto de conocimiento La naturaleza y la complejidad intrínseca del modelo de evolución por variación y selección natural requieren en la interacción didáctica:

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Distinguir la evolución biológica (el hecho de que los seres vivos evolucionan) de la disciplina que estudia ese fenómeno (biología evolutiva). Presentar a la biología evolutiva como el campo heterogéneo que es. Ubicar en la biología evolutiva el modelo a enseñar y los fenómenos que explica. Comprender, relacionar e integrar niveles de organización y evolución de lo vivo: genes, individuos, poblaciones y especies como estados procesos, sistemas, fenómenos que se integran en espirales de complejidad que contienen, a la vez, entidades ontológicas “más simples” y propiedades emergentes (cf. Eldredge, 1997). Señalar la multifactorialidad de procesos que pueden estar ocurriendo a la vez, pueden ocurrir uno detrás de otro, ser uno consecuencia uno del otro (mutación, deriva, selección, migración, extinción, especiación, adaptación, herencia genética y epigenética) y dar, en conjunto, como resultado evolución (Dawkins, 2009; Freeman y Herron, 2002; Futuyma, 2009; Mayr, 1998, 2001, 2005, 2006; Gould, 2004; Jablonka y Lamb, 2005). Indicar que hay direccionalidad sin finalidad: selección natural. Enfatizar como característica fundamental de lo vivo las dualidades: ¸ diversidad – extinción ¸ continuidad – cambio ¸ azar – causalidad ¸ variación – unicidad ¸ individuo – poblaciones. Distinguir dimensiones evolutivas de espacio y de tiempo y subrayar la historicidad de los procesos. Señalar los debates que existen alrededor del modelo a enseñar como signo de vitalidad de la BE (Véase Pigliucci y Müller, 2010; Jablonka y Lamb, 2005)

Conclusiones Como se mostró en este texto, los problemas identificados en la didáctica de la BE rebasan por mucho la dimensión cognitiva de los alumnos, arista a la que se ha cargado, hasta ahora, una buena parte de la investigación en el campo. Se deben a causas diversas y no sólo a las dificultades que tienen los alumnos, entre otras, resaltan: la complejidad intrínseca del objeto de conocimiento, su epistemología y su historia; restricciones pedagógicas, limitaciones didácticas; los sujetos involucrados en el proceso educativo, no sólo los alumnos, también los profesores, los diseñadores curriculares, los autores de libros entre otros; y

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el contexto social e institucional específico. Todo esto hace del fenómeno didáctico un sistema complejo con núcleos problemáticos que requieren para deshacerse de diversas disciplinas y actores. Por citar un ejemplo, la dimensión epistemológica no sólo alude a la disciplina que estudia el objeto de conocimiento, también en los sujetos que intervienen. En síntesis, las causas de los problemas identificados en la didáctica actúan a modo de vasos comunicantes, lejos de estar aisladas unas de otras, se relacionan íntimamente y con frecuencia se confunden. El enfoque de investigación NUP se ha centrado hasta el momento en el campo de la BE, particularmente en la didáctica del Modelo de Evolución por Variación y Selección Natural. Se pone a consideración la extensión a otros campos de conocimiento, no sólo de Biología, también de otras ciencias. Los resultados hasta ahora obtenidos con el NUP han sido alentadores, forman parte de la tesis doctoral de la primera autora de esta ponencia (Alvarez, 2015; Alvarez y Ruiz 2015) y serán motivo de próximas publicaciones. Referencias Alvarez, P. E., 2015, Conocimientos fundamentales de biología evolutiva: propuesta didáctica para educación secundaria, Tesis Doctorado en Ciencias Biológicas. Facultad de Ciencias, UNAM. Alvarez P. E. y Ruiz, R., 2015, “Proposal for Teaching Evolutionary Biology: A bridge between research and educational practice”, Journal of Biological Education. DOI: 10.1080 / 00219266.2015.1007887. Astolfi, J., 1999, El “error”, un medio para enseñar, Díada, Sevilla. -----, 2001, Conceptos clave en la didáctica de las disciplinas, Díada, España. Bachelard, G., 1938/1994, La formación del espíritu científico, Vigésima edición en español, Siglo XXI; México. Adúriz Bravo, A., 2010, “Aproximaciones histórico-epistemológicas para la enseñanza de conceptos disciplinares”, Revista EDUCyT, Asociación Colombiana para la investigación en Educación en Ciencia y Tecnología EDUCyT, vol. 1, no. 1, pp. 125-140. -----, 2011, “Epistemología para el profesor de física: operaciones transpositivas y creación de una ‘actividad metacientífica escolar’, Revista de Enseñanza de la Física, vol. 24, no. 1, pp.7-20. Ayuso, G Banet E, 2002, “Pienso más como Lamarck que como Darwin: comprender la herencia biológica para entender la evolución”, Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, no. 32, pp. 39-47.

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