2.1 Visions de l’alfabetització científica i aproximacions didàctiques
2.1.1 L’ensenyament de les ciències en context
En aquest apartat es vol aprofundir en una de les propostes metodològiques enfocades a promoure l’alfabetització científica, concretament en l’ensenyament de les ciències en context, una tendència molt destacada i usada en nombrosos països (Bennett, Lubben, i Hogarth, 2006). Es considera que aquesta aproximació pot ajudar a resoldre cinc dels majors problemes identificats en l’educació científica i matemàtica. Aquests són, un currículum sobrecarregat format per fets isolats que no ajuden a la construcció d’un mapa mental. Una falta de transferència, és a dir els estudiants tenen dificultats en usar els conceptes en problemes diferents a els que els van aprendre. Una manca de comprensió de la rellevància que té el que s’està estudiant per part dels estudiants. Una atenció inadequada que se centra en la construcció d’una base, sovint inapropiada, per a aquells estudiants que volen continuar estudis superiors i no en promoure l’educació de la majoria d’estudiants que no realitzaran aquests estudis superiors (J. K. Gilbert, 2006).
Respecte a aquesta aproximació, el primer que cal especificar és que no hi ha un consens sobre el significat de què vol dir un ensenyament de les ciències “en context”
(context-based) (King i Ritchie, 2012) sinó que hi ha moltes aproximacions diferents anomenades d’ensenyament en context, que es poden agrupar en 4 models (J. K.
Gilbert, 2006). En aquest apartat però, no se’n farà una revisió, sinó que es descriuran algunes de les definicions més coherents amb el projecte en el qual s’inscriu aquesta recerca. Per exemple, Bennett et al. (2006) proposen la següent definició de l’aproximació basada en context:
Context-based approaches are approaches adopted in science teaching where contexts and applications of science are used as the starting point for the development of scientific ideas. This contrasts with more traditional approaches that cover scientific ideas first, before looking at applications (p.348)
En aquesta definició, s’emfatitza la idea que el context s’usa per a desenvolupar les idees científiques, però no s’acaba de determinar de quina manera ho fa. El grup LIEC, per la seva banda descriu quina és la seva proposta de “modelitzar” en context:
Context és l’escenari que dóna sentit a l’activitat generada a l’aula que permet a l’alumnat plantejar-se preguntes.
El context l’entenem com el marc en el qual es formulen les preguntes i on la ciència, a través dels models científics, passa a ser l’instrument necessari per a poder respondre-les.
Les idees científiques que s’aprenen, però han de ser prou generals per poder ser aplicades a altres situacions i contextos.
A l’hora de triar un context es considera que d’ell en puguin sortir qüestions que tinguin rellevància social i científica i que puguin formar part de la realitat de l’alumne (Grup LIEC, 2015)
En aquestes definicions es pot veure com el context pren més importància, ja que es considera que el context ha de donar sentit, ha de capacitar per a l’actuació tot activant models científics que la fonamentin, permet la transferència i promou qüestions de rellevància social i científica. En aquesta mateix sentit ho expressen Sanmartí et al.
(2011):
En la enseñanza de las ciencias se habla de contextos de aprendizaje para referirnos a situaciones focalizadas y complejas que recogen hechos importantes y relevantes socialmente (con valores asociados). Forman parte del entorno cultural del alumnado y permiten captar su interés por comprenderlos y explicarlos. También se caracterizan por su potencialidad para producir un conocimiento suficientemente general y significativo desde la perspectiva de la ciencia, es decir, un conocimiento útil para interpretar los hechos relacionados con este contexto y con otros muchos más. (…) El contexto se refiere al análisis de una situación o problema complejo, relevante socialmente y del entorno del alumnado, que se realiza durante un largo período de tiempo (semanas). A partir de su estudio se van modelizando conceptos-clave necesarios para comprenderlo y para tomar decisiones, interrelacionándolos y organizándolos, junto con las experiencias y el nuevo lenguaje que se va produciendo alrededor de modelos teóricos clave de la ciencia (p.65).
Aquesta definició és coherent amb el quart model identificat per Gilbert et al. (2011) que considera el context com una circumstància social (context as Social Circumstances). Aquest model incorpora la idea que els estudiants i els professors s’han de percebre ells mateixos com una comunitat de pràctica. En aquest sentit J. K. Gilbert (2006) considera que la funció del context és descriure aquelles circumstàncies que donen sentit a les paraules i frases, tot donant un sentit estructural coherent a alguna cosa nova que s’estableix en una perspectiva més àmplia. Considera doncs, que l’ensenyament de les ciències en context tindrà la funció de fer que els estudiants donin sentit a l’aprenentatge de les ciències, que el considerin rellevant per a les seves vides i que siguin capaços de construir mapes mentals (mental map) del tema de manera coherent. Per mapa mental entén un possible patró internalitzat, com a resultat d’un discurs social (llenguatge) en un escenari social. Que sigui coherent implica que tots els components del mapa estan connectats, fent que el mapa tingui un sentit com a conjunt.
King (2012) comparteix aquesta idea ja que considera que les aproximacions en context han d’aportar alguna cosa més que simplement l’aplicació o transferència de conceptes de ciències al món real, ja que segons el seu parer el context ha de donar legitimitat, des de la perspectiva dels estudiants, a l’aprenentatge dels conceptes. És a dir, el context hauria de donar un sentit intrínsec a l’aprenentatge.
Pel que fa a les diferents oportunitats i dificultats que acompanyen l’aplicació d’un ensenyament de les ciències en context, King i Ritchie (2012) en destaquen alguns aspectes a partir de l’anàlisi de l’aplicació de diferents projectes de química en context.
El primer aspecte positiu, és que aquest tipus d’aproximacions promouen l’apreciació de la rellevància de la ciència ja que ajuden els estudiants a veure més clarament el lligam entre la ciència i la seva vida quotidiana (ex. Hofstein et al. 2000). El segon, és que els estudiants tenen més interès i una actitud més positiva en relació als estudiants que reben un ensenyament més tradicional (ex. Ramsden 1992, 1994, 1997). El tercer, és que els estudiants desenvolupen una millor comprensió de les idees científiques (Barker i Millar, 2000) o almenys no es veu una inferioritat en la comprensió quan s’avaluen els coneixements segons el currículum (Barber 2000, Bennett i Lubben 2006).
Per altra banda, però, també es va veure que l’ensenyament de les ciències en context no resolia el problema de la transferència ja que els estudiants seguien tenint dificultats a transferir el seu aprenentatge i aplicar els conceptes en situacions diferents d’on els havien après (Vignouli et al. 2002, Wilkinson 1999 citats King i Ritchie 2012; Marchán 2015). S’entén per transferència que l’estudiant usa amb sentit una part del mapa mental, que es relaciona amb un esdeveniment concret, en un altre esdeveniment concret (J. K. Gilbert et al., 2011). Aquesta transferència pot ser propera (near), llunyana (further) o molt llunyanya (far) (Gentner, 1983, 1988, 1989; Gentner i Gentner, 1983; Schwartz, Varma, i Martin, 2008 citats a Gilbert et al. 2011).
Seguint amb la preocupació existent sobre la dificultat en la transferència, Sanmartí et al. (2011) consideren que, tot i que encara hi ha poca recerca sobre la relació entre l’ensenyament de les ciències en context i la transferència, hi ha certs elements que podrien promoure-la. El primer, és basar l’aprenentatge en models teòrics, entesos com
facilita la seva activació davant un nou problema. El segon, és promoure aprendre sobre com es crea el coneixement científic, ja que la transferència en si mateixa forma part del procés de construcció del coneixement perquè davant de cada situació nova caldrà plantejar-se el model anterior, per revisar-lo o augmentar la seva complexitat.
Finalment, consideren que la transferència també sembla estar relacionada amb la capacitat d’aprendre a aprendre. Així doncs, la capacitat d’autoregular-se cognitivament està relacionada amb la de reconèixer que l’objectiu va més enllà d’una tasca concreta, amb la de preveure en què s’ha de pensar per analitzar un problema i amb la de deduir criteris d’avaluació per poder concloure si una idea és adequada o no.
Concretament, pel que fa a la construcció d’uns models o mapes mentals es creu que els estudiants han de tenir la possibilitat de construir i manipular els seus mapes mentals personals de manera explícita. Aquests, s’hauran de desenvolupar a partir d’una seqüència de contextos intencionada, que vagi d’uns esquemes relacionats amb esdeveniments concrets del món real, passant per uns esdeveniments intermedis relacionats amb els mapes mentals per acabar amb una transferència llunyana en uns mapes mentals i un llenguatge que siguin acceptats en la comunitat científica (J. K.
Gilbert et al., 2011). Respecte a aquesta idea, una qüestió important a considerar serà com fer evolucionar les “concepcions” o coneixements parcials, incomplets o fins i tot equivocats, que s’ha vist que els estudiants tenen, cap a models mentals científicament acceptats (Gilbert i Watts, 1983 citat a Gilbert et al. 2011). Aquesta dificultat s’ha intentat solucionar, segons Gilbert et al. (2011) mitjançant tres aproximacions diferents:
The first is the epistemological approach, in which learners’ grounds for belief in a particular conception are brought into question (Posner, Strike, Hewson, i Gertzog, 1982). The second is the ontological approach, which seeks to bring about changes in the way that knowledge is categorised (Chinn i Brewer, 1993).
The third, the affective approach, asserts that mental model change depends on the learner having a satisfactory level of self-efficacy that is manifested in a supportive social environment when personal needs are addressed (Pintrich, Marx, i Boyle, 1993) (p.832-833).
En aquest sentit, s’ha vist que les persones tenen una necessitat psicològica de garantir la correspondència entre els models mentals i la realitat (Gutierrez 2001 citat a Aliberas 2012), i que expressar i utilitzar el model són pràctiques comunes i poc exigents, però en canvi avaluar i revisar el model són pràctiques d’un nivell cognitiu més alt, ja que impliquen integrar els nous descobriments en els propis models per tal d’avaluar i
millorar els propis models (Baek et al. 2011 i Schwarz et al. 2009 citats a Garrido Espeja, 2016).
Per altra banda, tot i la importància de la construcció d’aquests models, s’ha vist que malauradament no hi ha gaires treballs que investiguin la construcció de models teòrics en unitats didàctiques contextualitzades tot i la relació entre la contextualització i la modelització. Relació que s’entén si es considera que els models són representacions, sovint basades en analogies, que es construeixen contextualitzant una porció del món real amb un objectiu específic (Chamizo 2013 citat a Marchán i Sanmartí 2014). S’ha vist també que, en els projectes, freqüentment els coneixements s’aprenen prèviament o de manera paral·lela al problema contextualitzat (Marchán i Sanmartí, 2014) i/o quan es fa de manera integrada moltes de les idees que s’ensenyen no són necessàries per interpretar la situació, resoldre el problema o prendre decisions (Kortland 2007 citat a Marchán i Sanmartí 2014). En aquest sentit, alerten Sadler i Zeidler (2009) que sovint tot i que les preguntes que es fan als alumnes suposadament tenen relació amb una història o context, en molts casos aquest context és innecessari per respondre-les, ja que es tracta en realitat de preguntes descontextualitzades.
Per altra banda, en plantejar la selecció de contextos, es considera que s’ha de tenir en compte tant la potencialitat del context perconstruir sabers propis de la ciència (models teòrics) com per construir sabers propis del context (Sanmartí et al., 2011). Izquierdo (2013) per la seva banda planteja si les situacions que permeten modelitzar són les mateixes que faciliten l’aplicació de conceptes en els contextos quotidians. La seva hipòtesi és que els contextos que promouen l’emoció genuïna no són els mateixos que introdueixen el nou llenguatge científic, teòric. Però aquí rau el problema ja que és considera que si no es vol perdre la riquesa cultural de les ciències a la vegada que l’ensenyament de les ciències contribueixi a humanitzar els alumnes, s’ha de fer que els dos tipus de situacions convergeixin o al menys coexisteixin de manera adequada. La solució, és promoure un treball amb el llenguatge que permeti als alumnes passar d’un sistema credencial o de “sentit comú” —determinat ontològicament i epistemològicament per la tradició cultural en la qual es viu (Gutiérrez 2012 citat a
de contextos, la solució és doncs crear uns contextos propis de la ciència escolar, que siguin a la vegada científics i quotidians. En aquest sentit Casadevall (2009) proposa la idea de la cascades de contextos, en aquest cas per a l’educació matemàtica. La idea defensada per l’autor és que els instruments de coneixement, és a dir el model matemàtic, apresos en un context, matemàtic o no, pot esdevenir un nou camp d’experiències de l’alumnat convertint-se en un nou context. Aquest nou context, que sí que serà matemàtic, requerirà nous instruments per donar resposta a les preguntes que planteja. Aquesta idea permet plantejar itineraris didàctics en què els contextos, provinents d’instruments de coneixement, van apareixent de manera successiva en diferents etapes.
En resum, l’ensenyament de les ciències en context s’ha proposat per fer front a un seguit de dificultats com són un currículum sobrecarregat, una falta de transferència, una manca de la comprensió de la rellevància i una visió inadequada adreçada només a aquells estudiants que volen ser futurs científics. Tot i això s’ha vist que hi ha una gran polisèmia pel que fa a aquest concepte. Entre els diferents significats i accepcions de què implica un ensenyament en context, un coherent amb la recerca podria ser entendre el context com “el marc en el qual es formulen les preguntes i on la ciència, a través dels models científics, passa a ser l’instrument necessari per poder respondre-les, capacitant l’alumnat per actuar”. Es destaquen les diferents potencialitats de l’ensenyament basat en context — apreciació de la rellevància, més interès i actitud més positiva entre els alumnes, millor comprensió de les idees científiques— però a la vegada es destaca també el fet que l’ensenyament del context no resol el problema de la transferència. Tot i això es considera que basar l’aprenentatge en models teòrics, pocs però molt explicatius, promoure que es conegui com es crea el coneixement científic, i la capacitat d’autoregular-se podrien ajudar a superar el problema de la transferència.
En aquest sentit es descriu la importància dels models i també la poca recerca que hi ha relacionant contextualització i modelització. Es desenvolupa també la idea que en seleccionar contextos s’ha de tenir en compte la potencialitat del context per promoure saber propis de la ciència (models teòrics) i sabers propis del context. A més a més, a nivell de llenguatge es considera que caldrà crear un llenguatge propi de la ciència escolar que permeti passar del llenguatge quotidià al llenguatge científic.